Wie funktionieren Magnete und elektromagnetische Felder?

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Wie funktionieren Magnete und elektromagnetische Felder?

Wie funktionieren Magnete und elektromagnetische Felder?

Walther Bruhn Changed status to publish 7. Juni 2023
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Magnete und elektromagnetische Felder sind eng miteinander verbunden und beruhen auf den Prinzipien des Magnetismus und der Elektromagnetismus. Hier ist eine Erklärung, wie sie funktionieren:

  1. Magnetismus: Magnete erzeugen ein magnetisches Feld um sich herum. Ein Magnet hat zwei Pole, den Nordpol (N) und den Südpol (S). Diese Pole ziehen sich gegenseitig an, während sich gleichnamige Pole abstoßen. Dieses Phänomen wird als magnetische Anziehung oder magnetische Abstoßung bezeichnet.
  2. Permanentmagnete: Permanentmagnete bestehen aus Materialien wie Eisen, Nickel oder Cobalt, die magnetische Eigenschaften besitzen. Aufgrund der Ausrichtung der magnetischen Dipole in diesen Materialien erzeugen sie ein konstantes magnetisches Feld, auch wenn keine externe Energiequelle vorhanden ist. Diese Magnete behalten ihre magnetischen Eigenschaften über lange Zeiträume bei.
  3. Elektromagnete: Elektromagnete sind Magnete, bei denen das magnetische Feld durch den Fluss von elektrischem Strom erzeugt wird. Wenn Strom durch eine Spule aus Draht fließt, wird ein magnetisches Feld um die Spule erzeugt. Die Stärke des magnetischen Feldes hängt von der Stärke des Stroms und der Anzahl der Windungen in der Spule ab. Durch Ein- und Ausschalten des Stroms kann die Stärke des magnetischen Feldes gesteuert werden.
  4. Elektromagnetische Induktion: Der Elektromagnetismus beschreibt das Phänomen der elektromagnetischen Induktion. Wenn ein Magnetfeld eine elektrisch leitende Schleife durchdringt oder sich in der Nähe dieser Schleife ändert, entsteht eine elektrische Spannung in der Schleife. Dieser Effekt wird durch das Faradaysche Induktionsgesetz beschrieben und bildet die Grundlage für die Funktion von Generatoren und Transformatoren.
  5. Elektromagnetische Felder: Elektromagnetische Felder entstehen, wenn sich elektrische Ladungen bewegen. Wenn elektrischer Strom durch einen Draht fließt, erzeugt er ein magnetisches Feld um den Draht herum. Gleichzeitig erzeugt dieser Stromfluss ein elektrisches Feld entlang des Drahtes. Diese beiden Felder sind miteinander gekoppelt und breiten sich gemeinsam als elektromagnetisches Feld aus.

Die Wechselwirkungen zwischen Magneten und elektromagnetischen Feldern haben eine breite Palette von Anwendungen, darunter Elektromotoren, Lautsprecher, Transformatoren, elektronische Geräte, MRI-Scans (Magnetresonanztomographie) und viele weitere Technologien. Sie bilden auch die Grundlage für das Verständnis von Phänomenen wie elektromagnetischer Strahlung (z.B. Licht), elektromagnetischen Wellen und der Quantenelektrodynamik, die das Verhalten von Licht und Materie auf subatomarer Ebene beschreibt.

Walther Bruhn Changed status to publish 7. Juni 2023
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