Unterschied zwischen Elektromagnet und Permanentmagnet

Elektromagnet gegen Dauermagnet
 

Elektromagnete und Permanentmagnete sind zwei wichtige Themen der elektromagnetischen Theorie. In diesem Artikel werden die Grundlagen von Magnetismus, Elektromagneten und Permanentmagneten erläutert und die zwischen den beiden Magneten beschrieben.

Was ist Elektromagnet??

Um Elektromagnete zu verstehen, muss man zunächst die Theorien des Magnetismus verstehen. Magnetismus tritt aufgrund elektrischer Ströme auf. Ein gerader stromführender Leiter übt eine auf den Strom normale Kraft auf einen anderen stromführenden Leiter aus, der parallel zum ersten Leiter angeordnet ist. Da diese Kraft senkrecht zum Ladungsfluss ist, kann dies keine elektrische Kraft sein. Dies wurde später als Magnetismus identifiziert.

Die Magnetkraft kann entweder anziehend oder abstoßend sein, aber immer gegenseitig. Ein Magnetfeld übt auf jede sich bewegende Ladung eine Kraft aus, stationäre Ladungen werden jedoch nicht beeinflusst. Ein Magnetfeld einer sich bewegenden Ladung steht immer senkrecht zur Geschwindigkeit. Die Kraft auf eine sich bewegende Ladung durch ein Magnetfeld ist proportional zur Geschwindigkeit der Ladung und der Richtung des Magnetfelds.

Ein Magnet hat zwei Pole. Sie werden als Nordpol und Südpol definiert. Die Magnetfeldlinien beginnen am Nordpol und enden am Südpol. Diese Feldlinien sind jedoch hypothetisch. Es ist zu beachten, dass Magnetpole nicht als Monopol existieren. Die Pole können nicht isoliert werden. Dies ist als das Gaußsche Gesetz für Magnetismus bekannt. Ein Elektromagnet ist eine Komponente, die aus stromführenden Schleifen besteht. Diese Schleifen können jede Form haben, aber übliche Elektromagnete haben die Form von Solenoiden oder Ringen.

Was ist ein Dauermagnet??

Da nur durch elektrischen Strom ein Magnet erzeugt werden kann, müssen Permanentmagnete aus Strömen bestehen. Jedes Atom hat Elektronen, die den Atomkern umkreisen, und diese Elektronen haben eine Eigenschaft, die als elektronischer Spin bezeichnet wird. Diese beiden Eigenschaften sind für den Magnetismus in Materialien verantwortlich. Materialien können nach ihren magnetischen Eigenschaften in verschiedene Kategorien eingeteilt werden. Paramagnetische Materialien, diamagnetische Materialien und ferromagnetische Materialien sind nur einige zu nennen. Es gibt auch einige weniger gebräuchliche Typen, wie beispielsweise anti-ferromagnetische Materialien und ferrimagnetische Materialien. Diamagnetismus wird in Atomen mit nur paarigen Elektronen gezeigt. Der Gesamtspin dieser Atome ist Null. Die magnetischen Eigenschaften entstehen nur durch die Umlaufbahn von Elektronen. Wenn ein diamagnetisches Material in einem äußeren Magnetfeld angeordnet wird, erzeugt es ein schwaches Magnetfeld, das dem äußeren Feld antiparallel ist. Paramagnetische Materialien haben Atome mit ungepaarten Elektronen. Die elektronischen Spins dieser ungepaarten Elektronen wirken als kleine Magnete, die stärker sind als die Magneten, die durch die Elektronenorbitbewegung erzeugt werden. Wenn diese kleinen Magneten in einem äußeren Magnetfeld angeordnet sind, richten sie sich an dem Feld aus, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das parallel zum äußeren Feld ist. Ferromagnetische Materialien sind auch paramagnetische Materialien mit Zonen magnetischer Dipole in einer Richtung, noch bevor das äußere Magnetfeld angelegt wird. Wenn das äußere Feld angelegt wird, richten sich diese magnetischen Zonen parallel zum Feld aus, so dass das Feld stärker wird. Der Ferromagnetismus bleibt auch nach Entfernung des äußeren Feldes im Material, der Paramagnetismus und der Diamagnetismus verschwinden jedoch, sobald das äußere Feld entfernt wird. Die Permanentmagnete bestehen aus solchen ferromagnetischen Materialien.