Wird in eine Spule ein ferromagnetischer Stoff wie Eisen eingebracht, verstärkt sich die magnetische Wirkung sehr deutlich. Ein großer Vorteil von Elektromagneten ist, dass ihre magnetische Wirkung beim Abschalten des Stroms nahezu verschwindet.Für die magnetische Feldstärke (magnetische Flussdichte) in einer luftgefüllten Spule gilt B = μ 0 ⋅ I ⋅ N l . Die magnetische Feldstärke kann mithilfe ferromagnetischer Stoffe im Innenraum um den materialabhängigen Faktor μ r verstärkt werden.Solange der Magnet in die Spule geschoben wird, entsteht eine Induktionsspannung. Ist der Magnet ganz in der Spule und wieder in Ruhe, erhalten wir keine Induktionsspannung. Wird der Magnet aus der Spule gezogen ergibt sich wieder eine Induktionsspannung.
Welche Größen beeinflussen die Stärke des Magnetfeldes : Wie stark das Magnetfeld ist, hängt neben der „magnetischen Permeabilität“ von der Anzahl der Windungen, bezogen auf die Spulenlänge, und der „Stromstärke“ ab. Dies wird durch die „magnetische Flussdichte B“ in Tesla angeben.
Warum verstärkt Eisen das Magnetfeld
Ferromagnetische Stoffe (Eisen, Nickel, Cobalt und verschiedene Legierungen) haben eine Permeabilitätszahl, die wesentlich größer als 1 ist und Werte von mehr als 100, bei speziellen Legierungen auch weit über 1000 annehmen kann. Solche Stoffe verstärken erheblich die magnetische Flussdichte eines Magnetfeldes.
Wann ist die magnetische Wirkung am größten : An den beiden Enden des Stabmagneten ist die magnetische Wirkung am größten, in der Mitte praktisch nicht vorhanden. Dies lässt sich mit Ketten aneinander gehängter Nägel oder Büroklammern nachweisen: An den Enden lassen sich längere Ketten herstellen als an Orten zur Mitte zu.
Die Änderung des Magnetfeldes kann durch Relativbewegung zwischen Spule und Magnet oder durch Änderung der Stärke des Magnetfeldes erfolgen (Bild 2). je stärker sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert, je schneller die Änderung des von der Spule umfassten Magnetfeldes erfolgt.
Die Stärke des Magnetfelds in einer Spule wird durch die magnetische Flussdichte angegeben und in der Einheit Tesla gemessen. Hierbei gilt: Je mehr Windungen die Spule hat und je größer der Strom ist, der durch die Spule fließt, desto größer ist die magnetische Flussdichte innerhalb der Spule.
Wann wird ein Magnetfeld stärker
Kreisförmiges Magnetfeld um geraden Leiter
Je größer der Stromfluss durch den Leiter ist, desto stärker ist das Magnetfeld. Je größer die Entfernung zum Leiter wird, desto schwächer wird das Magnetfeld.Allgemein gilt es als physikalisches Grundgesetz, dass jeder stromdurchflossene Leiter ein Magnetfeld um ihn erzeugt. Eine Spule ist auch ein solcher Leiter. Eine stromdurchflossene Spule bildet stets ein Magnetfeld aus. Die Stärke und Ausbreitung des Magnetfeldes hängt vom Strom und der Spule an sich ab.Magnete kann man auf unterschiedliche Arten verstärken. zum Beispiel kann man die Anzahl der eingesetzten Magnete erhöhen und deren magnetische Felder dabei zu einem stärkeren Feld verbinden. Idealerweise werden die Permanentmagnete dazu gestapelt. Jedoch ist die Anzahl stapelbarer Magnete übereinander begrenzt.
Statische und zeitlich veränderliche Magnetfelder
Wenn elektrische Ladungen durch Leitungen bewegt werden, das heißt, wenn Strom fließt, entsteht um den Leiter herum ein Magnetfeld. Je größer die Stromstärke wird, desto höher ist auch die magnetische Feldstärke.
Was erzeugt starke Magnetfelder : Und ein Magnetfeld entsteht eben auch immer dann, wenn sich Ladungen bewegen, also ein Strom fließt. Je stärker der Strom, desto stärker das Magnetfeld und die Lorentz-Kraft. Sie wirkt auf die sich in den Kupferspulen bewegenden Elektronen zurück und drückt sie an den Rand der Kupferdrähte.
Wie kann man ein Magnetfeld ändern : Eine Entmagnetisierung kann durch starke Stöße, durch Hitze oder durch ein starkes magnetisches Feld mit umgekehrter Polarisation erreicht werden. Als Experiment braucht man dazu nur ein eisenhaltiges Material einem starken äußeren Magnetfeld auszusetzen.
Kann man Magnete wieder magnetisieren
Ein Magnet kann durch Reiben eines Neodym-Pols, z.B. gegen den gegenüberliegenden Pol des alten Magneten, re-magnetisiert werden, wodurch er sich mit der anderen Seite wiederholt und den gewünschten Effekt erzielt.
Handelt es sich um einen Elektromagneten beziehungsweise um ein durch Strom erzeugtes Magnetfeld, kann er sowohl durch eine Erhöhung der anliegenden Stromstärke als auch eine höhere Anzahl anliegender Spulen-Windungen verstärkt werden.Um ein möglichst homogenes Magnetfeld zu erzeugen, empfiehlt es sich, zwei große Magnete nahe beieinander zu platzieren und ihre Rückseiten mit einem Eisenjoch zu verbinden. Im Spalt zwischen den Magneten herrscht dann ein einigermaßen homogenes Feld.
Wie kann ich etwas magnetisieren : Nur ferromagnetische Stoffe (Eisen, Nickel und Kobalt) lassen sich zu stark magnetisieren. Die Magnetisierung wird durch eine parallele Ausrichtung der Elementarmagnete im Material erreicht. Dazu muss das Material einem äußeren Magnetfeld ausgesetzt werden.