Magnetismus ist eine unsichtbare Kraft, die durch die Elektronen in den Atomen verursacht wird, aus denen alles um uns herum besteht. Von Ihrer Kleidung bis zu Ihrem Schreibtisch besteht jedes Stück Materie aus winzigen Teilchen, die Atome genannt werden. Atome haben negativ geladene Elektronen, die sich um sie drehen. Meistens dreht sich das Elektron in zufällige Richtungen. Wenn sich alle Elektronen in die gleiche Richtung drehen, erzeugen sie eine unsichtbare Kraft, die als Magnetismus bekannt ist.
Ein kollabierter Stern, bekannt als Neutronenstern, hat die stärkste Magnetkraft aller Objekte im Universum.
Ein Magnet ist ein Objekt mit einem Magnetfeld (einem unsichtbaren Magnetismusmuster). Ein Magnet zieht andere Gegenstände an oder stößt sie ab.
Magnete werden normalerweise aus Eisen oder Stahl hergestellt, aber Aluminium, Stahl-Eisen, Kupfer, Nickel und Kobalt können auch zu leistungsstarken Magneten verarbeitet werden.
Die folgende Abbildung zeigt ein Magnetfeld oder eine Magnetkraft, die im Raum um und innerhalb eines Magneten verteilt ist.
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1. Stabmagnete - Die Kraft eines Magneten ist auf die Pole fokussiert und an den Seiten geringer. Stabmagnete haben im Allgemeinen die schwächste Form, da die Pole die kleinste Fläche haben. Sie sind die im Alltag am häufigsten verwendete Form wie Kühlschrankmagnete und Kompasse. Sie werden auch häufig für Demonstrationen im Klassenzimmer verwendet. Dies sind die billigsten und am einfachsten zu ersetzenden Magnete.
2. Hufeisenmagnete - Hufeisenmagnete sind nur U-förmig gebogene Stabmagnete. Die U-Form macht den Magneten stärker, indem die Pole in die gleiche Richtung gerichtet werden. Ursprünglich als Ersatz für den Stabmagneten entwickelt, ist diese Form zum universellen Symbol für Magnete geworden. Es kann verwendet werden, um Metallgegenstände jeder Größe aufzunehmen, abhängig von der Stärke des Hufeisenmagneten. Beispielsweise können kleine Hufeisen Büroklammern sammeln, während Hufeisenmagnete in Industriegröße in Konstruktion und Technik verwendet werden, um große Schwermetallstücke aufzunehmen. Am unteren Ende des Pendels werden auch Hufeisenmagnete verwendet.
3. Scheibenmagnete - Durch Ändern der Form eines Magneten können wir die Fläche der Pole vergrößern und dadurch die Zugkraft erhöhen. Aufgrund der breiten, flachen Oberfläche haben Scheibenmagnete eine große Polfläche, was sie zu starken, effektiven Magneten macht.
Abhängig von der Größe der Scheibe hat diese Form eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten. Scheibenmagnete werden täglich in Kleidung, Modeaccessoires und Wohnkultur verwendet. Das Nähen von Scheibenmagneten in Kleidung ist eine großartige Möglichkeit, den Stoff zusammenzuhalten. Scheibenmagnete in Industriegröße werden üblicherweise verwendet, um alte Autos auf Schrottplätzen aufzunehmen.
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4. Kugelmagnete - Kugelmagnete werden häufig als Spielzeug und Neuheiten verkauft. Kugelmagnete sind beliebte Schreibtischspielzeuge wie Klapperschlangeneier. Diese Form kann auch verwendet werden, um Armbänder und Halsketten herzustellen. Sphärische Magnete sind auch effektive Werkzeuge, um zu demonstrieren, wie einige Elemente und Moleküle strukturiert sind, wenn Sie die Kugeln zur Darstellung von Atomen verwenden.
5. Spiralmagnete - Magnete, die eine spiralförmige Drahtspule sind, werden als Elektromagnete bezeichnet und gehören zu den stärksten Magneten, die es gibt. Sie werden jedoch nur dann magnetisch, wenn elektrischer Strom durch einen Draht in den Magneten selbst fließt. Die Stärke und Polarität des vom Elektromagneten erzeugten Magnetfelds ist basierend auf dem durch den Draht fließenden Strom einstellbar. Elektromagnete werden in beweglichen Teilen wie CD-Playern, DVD-Playern, automatischen Fenstern, Festplatten und automatischen Türen in Supermärkten eingesetzt.
6. Zylinder- oder Stabmagnete - Zylinder- oder Stabmagnete haben eine Dicke, die gleich oder größer als ihr Durchmesser ist. Dies ermöglicht es den Magneten, auf einer relativ kleinen Polfläche eine sehr hohe Magnetisierung zu erzeugen. Aufgrund ihrer Form sind diese Magnete ideal für Bildungs-, Forschungs- und experimentelle Zwecke.
7. Ringförmige Magnete - Die meisten Ringmagnete sind axial magnetisiert. Nord- und Südpole befinden sich auf den flachen Kreisflächen („oben und unten“). Die wenigen diametral magnetisierten Ringmagnete mit den Polen „links und rechts“ sind speziell gekennzeichnet. Ringe ähneln Scheiben, sind jedoch in der Mitte hohl. Weniger Volumen bedeutet, dass Ringe nicht so stark sind wie vergleichbare Scheiben. Die hohle Mitte macht sie jedoch weitaus vielseitiger - Ringe lassen sich leicht auf Rohre oder Stangen schieben.
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Es gibt drei Haupttypen von Magneten - temporäre, permanente und Elektromagnete.
Temporär - Einige Eisen und Eisenlegierungen können selbst durch ein schwaches Magnetfeld leicht magnetisiert werden. Wenn jedoch das Magnetfeld entfernt wird, verliert das Objekt allmählich seinen Magnetismus.
Permanent - Beispiele sind Alnico (Aluminium, Nickel-Kobalt-Legierung) und Ferrite (keramikähnliches Material, das aus einer Mischung von Eisenoxiden mit Nickel, Strontium oder Kobalt hergestellt wird). Sobald sie magnetisiert sind, verlieren diese Objekte nicht leicht ihren Magnetismus.
Elektromagnete - Diese werden verwendet, wenn ein sehr starker Magnet erforderlich ist. Elektromagnete werden hergestellt, indem ein Metallkern in eine Drahtspule gelegt wird, die elektrischen Strom führt. Die durch den Draht fließende Elektrizität erzeugt ein Magnetfeld. Während der elektrische Strom fließt, wirkt der Kern als starker Magnet. Computer, Fernseher und Elektromotoren sind Elektromagnete.
Die gängigen Materialarten, aus denen Permanentmagnete hergestellt werden, sind Keramik, Alnico und Neodym. Keramikmagnete sind stark und eignen sich für die meisten Experimente. Alnico-Magnete sind noch stärker und eignen sich sehr gut für wissenschaftliche Experimente, obwohl sie teurer sind als Keramikmagnete. Neodym-Magnete sind so stark, dass ein Durchmesser von einem halben Zoll mehrere Pfund ferromagnetischer Objekte anheben kann. Sie sind die teuersten dieser drei Magnettypen.
1. Attraktive Eigenschaft - Magnet zieht ferromagnetische Materialien wie Eisen, Kobalt und Nickel an.
2. Abstoßende Eigenschaft - Jeder Magnet hat einen Südpol und einen Nordpol. Wie Magnetpole stoßen sie sich gegenseitig ab und ziehen sich im Gegensatz zu Magnetpolen an.
3. Richtlinieigenschaft - Ein frei hängender Magnet zeigt immer in Nord-Süd-Richtung.
Die Erde ist ein sehr großer Magnet, und überall um uns herum gibt es ein Magnetfeld. Die Nord- und Südpole sind stark magnetisch. Der Nordpol der Erde ist auch ein magnetischer Nordpol: Ein Kompass zeigt nach Norden zum Nordpol, weil er vom Erdmagnetfeld angezogen wird.
Im Zentrum der Erde dreht sich der Erdkern. Der Kern besteht hauptsächlich aus Eisen. Der äußere Teil des Kerns besteht aus flüssigem Eisen, das sich dreht und die Erde zu einem riesigen Magneten macht. Hier bekommen wir die Namen für den Nord- und Südpol. Diese Pole sind eigentlich die positiven und negativen Pole des Riesenmagneten der Erde. Dies ist für uns hier auf der Erde sehr nützlich, da wir damit Magnete in Kompassen verwenden können, um unseren Weg zu finden und sicherzustellen, dass wir in die richtige Richtung gehen. Es ist auch nützlich für Tiere wie Vögel und Wale, die das Erdmagnetfeld nutzen, um bei der Migration die richtige Richtung zu finden. Das vielleicht wichtigste Merkmal des Erdmagnetfeldes ist, dass es uns vor dem Sonnenwind und der Sonnenstrahlung der Sonne schützt.
Ein Kompass hat einen winzigen Magneten. Der Pfeil zeigt immer zum Nordpol.
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