Verständnisproblem -> Dauermagnet

Tolga · Anmeldungsdatum: 01.02.2005 Beiträge: 37 Wohnort: Köln

Hallo.

Ich komme sofort zur Sache:

Wie kann ein Dauermagnet sein relativ starkes, stabiles Magnetfeld aufrechterhalten?

Wo kommt die Energie her?

MfG.

Mister S · Anmeldungsdatum: 06.01.2005 Beiträge: 426

Ganz einfach: Er gibt keine ab.

Wenn ein geladenes Teilchen durch ein Magnetfeld fliegt, ändert sich seine kinetische Energie nicht.

dachdecker2

Man braucht Energie um die Elementarmagnete auszurichten, für die aufrechterhaltung braucht man keine Energie.

Erzeugt wird das Magnetfeld, wenn die Elektronenorbitale der verscheidenen Atome "günstig" ausgerichtet sind (also nicht in zufällige Richtungen zeigen). Da das nur bei bestimmten Elektronenkonfigurationen überhaupt möglich ist, gibt es vergleichsweise wenige ferromagnetische Elemente (mir sind Eisen Nickel und Cobalt bekannt. Ob in meinen Neodymmagneten, die wesentlich stärker sind als die "richtigen", auch das Neodym selbst ein Magnetfeld generiert, weiss ich nicht).

Edit: Typos ...

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

@Tolga
Betrachte eine supraleitende Spule durch die ein konstanter Strom fließt.
Der Strom erzeugt ein Magnetfeld, ähnlich dem eines Stabmagneten.
Woher kommt die Energie für das Magnetfeld? Du siehst, hier muß gar
keine Energie aufgewandt werden, um das Magnetfeld zu erhalten.
Allerdings ist Energie erforderlich, um ein Magnetfeld aus dem Nichts zu
erzeugen. Selbst einem statischen Magnetfeld kann eine Energiedichte
zugeschrieben werden, die in jedem Punkt proportional zum Quadrat der
Feldstärke ist. Daraus ergibt sich der Energiegehalt eines gegebenen
statischen Magnetfeldes und diese Energie muß aufgewandt werden, um
das Feld zu erzeugen. Für die Aufrechterhaltung eines bestehenden
Magnetfeldes muß aber nicht notwendigerweise Energie aufgewandt
werden.

Wenn ich dich richtig verstehe, dann fragst Du nach der Ursache für
Ferromagnetismus. Was Du als Dauermagneten bezeichnest nennt man
üblicherweise Permanentmagnet (ist natürlich das gleiche) und die
bestehen z.B. aus ferromagnetischem Metall.

Das Magnetfeld ferromagnetischer Metalle wird von den magnetischen
Spinmomenten der Leitungselektronen erzeugt, d.h. von den Elektronen,
die auch einen elektrischen Strom tragen. Die Leitungselektronen
nichtmagnetischer Metalle wie z.B. Cu weisen keine spontane
Spinpolarisation auf, d.h. es gibt geauso viele Leitungselektronen
mit Spin hoch wie mit Spin runter. In ferromagnetischen Metallen sind
Zustände ohne Spinpolarisation der Leitungselektronen energetisch
ungünstiger als Zustände mit Spinpolarisation. Die Ursache dieser
Spinpolarisation liegt letztlich in der Coulomb-Wechselwirkung zwischen
den Elektronen begründet und kann als Korrelationseffekt in einem
wechselwirkenden quantenmechanischen Vielteilchensystem verstanden
werden. Neben der Coulombwechselwirkung spielt auch noch die Struktur
des Atomgitters eine wesentliche Rolle bei der Ausbildung ferromag-
netischer Zustände der Leitungselektronen.

Gruß von Bruce.

andreasm · Anmeldungsdatum: 05.11.2006 Beiträge: 18 Wohnort: Saarland

Nun habe ich diese Sache endlich etwas mehr verstanden.

:-)

Wäre es demnach auch möglich, einen Generator für el. Strom zu bauen, der nur aus Permanentmagneten bestehen würde?
Man hätte dann ja eine Energiequelle für el. Strom, in die man keine mech. oder sonstige Arbeit hineinstecken müsste.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Gorik · Gast

Hab auch ne Frage...

heißt letzteres, das ein permanentmagne, der sich (idealerweise im Vakuum) um eine Spule dreht aufhören würde zu drehen? Weil wenn er sich näher t wird er abgestoßen, allerings auch gleichzeitig durch das abstoßen doch auch wieder angezogen oder? Das heißt doch keine Veränderung durch die Spule... wenn sich der Magnet aber weiterdreht nachdem er einmal angestoßen wurde und man keine Energie mehr braucht um ihn in Bewegung zu halten (da er sich im Vakuum befindet), er sich aber wohl um die Spule dreht so müsste er doch theoretisch strom erzeugen oder?
Ich weiß, dass das nicht möglich ist, aber ich finde meinen Denkfehler nicht...
mfG
Gorik

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Gorik · Gast

Ja aber er wird doch nicht nur abgestoßen sondern, auch gleichzeitig angezogen oder hab ich das falsch verstanden??

Das die Spule selber nicht diesen Effekt hat ist mir klar... war nur simpler zu schreiben als noch den Strom mit einzubringen

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Der Magnet wird nicht gleichzeitig angezogen und abgestoßen, nach welcher Gesetzmäßigkeit soll das denn gehen? Zwei sich widersprechende Gesetze für ein- und denselben Vorgang? Ich dachte immer, die Physik sei mittlerweile einigermaßen eindeutig beschreibbar.

Bei Annäherung, also solange der magn. Fluss durch die Spule ansteigt, wird der Magnet abgestoßen (=an der Annäherung gehindert), bei Entfernung, also während der magn. Fluss durch die Spule geringer wird, wird der Magnet angezogen (=an der Entfernung gehindert), also in jedem Fall in seiner Bewegung behindert: Bei Annäherung abgestoßen (Behinderung der ursprünglichen "Absicht" des Magneten, sich anzunähern), bei Entfernung angezogen (Behinderung der ursprünglichen "Absicht" des Magneten, sich zu entfernen). Begreift denn niemand die Lenz'sche Regel? dermarkus hat's in seinem Beitrag doch schon eindeutig erläutert.

Gorik · Gast

Hab meinen Denkfehler selbst gefunden.
Trotzdem danke.
mfG
Gorik