Die Verbindung zwischen Magnetismus und Elektrizität

Magnetismus und Elektrizität sind zwei starke Kräfte, die eng miteinander verbunden sind. Beide Kräfte können durch die Konzepte der elektrischen Ladung und des magnetischen Feldes verstanden werden, die die Grundlage für ihre Verbindung bilden.

Magnetismus bezieht sich auf die Kraft, die Anziehung und Abstoßung zwischen magnetischen Objekten ermöglicht. Ein Magnetfeld entsteht, wenn ein Objekt eine magnetische Ladung hat, d. h. einen Nord- und einen Südpol. Wenn eine elektrische Ladung im Magnetfeld bewegt wird, erfährt sie eine magnetische Kraft, die je nach Richtung der Ladung und der Richtung des Magnetfeldes anziehend oder abstoßend sein kann.

Die Verbindung zwischen Magnetismus und Elektrizität

Die Verbindung zwischen Magnetismus und Elektrizität wird als Elektromagnetismus bezeichnet. Wenn ein elektrischer Strom durch einen Leiter fließt, entsteht um diesen herum ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld kann genutzt werden, um magnetische Objekte in Bewegung zu setzen.

So nutzen beispielsweise Elektromotoren den Elektromagnetismus, um eine Welle zu drehen. Das durch den elektrischen Strom erzeugte Magnetfeld bringt ein Metallstück dazu, sich um einen Magneten zu drehen, wodurch elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird.

Ein veränderliches Magnetfeld kann wiederum auch einen elektrischen Strom erzeugen. Dieses Phänomen wird als elektromagnetische Induktion bezeichnet. Wenn sich ein Leiter durch ein Magnetfeld bewegt, wird in dem Leiter ein elektrischer Strom erzeugt.

Dies ist das Prinzip von elektrischen Generatoren, die mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln. Elektrische Generatoren nutzen eine Energiequelle, z. B. Dampf, um einen Magneten in einem Magnetfeld in Drehung zu versetzen und so einen elektrischen Strom zu erzeugen.

Die Verbindung zwischen Magnetismus und Elektrizität hat auch in der modernen Technik wichtige Anwendungen. Die Magnetschwebetechnik beispielsweise nutzt Magnetfelder, um Objekte schweben zu lassen. Dies wird erreicht, indem entgegengesetzte Magnetfelder erzeugt werden, die der Schwerkraft entgegenwirken. Diese Technologie wird in Magnetschwebebahnen eingesetzt, die mit extrem hohen Geschwindigkeiten fahren können, ohne mit den Gleisen in Berührung zu kommen. Das Zusammenspiel dieser Kräfte findet in der modernen Technik wichtige Anwendungen und hat die Entwicklung von Geräten wie Elektromotoren, elektrischen Generatoren und Magnetschwebetechnik ermöglicht.

Die Bedeutung von starken Magneten im Recyclingsektor

Starke Magnete sind im Recyclingsektor wie auch in anderen Bereichen von großer Bedeutung. Der Magnetismus wird seit langem in der Elektrotechnik eingesetzt. Jeder Elektromotor arbeitet mit einem Magnetfeld. Ein Bereich, in dem die Vorteile und die Wirksamkeit eines Magneten zunehmend genutzt werden, ist jedoch das Recycling.

Recycling auf industrieller Ebene ist ein Prozess, der darin besteht, bereits verwendete Materialien in neue Materialien mit demselben oder einem anderen Verwendungszweck umzuwandeln. Je nach dem zu recycelnden Material, seiner Zusammensetzung und seiner Herkunft können wir verschiedene Arten des industriellen Recyclings erhalten. Industrielles Recycling ist in unserem täglichen Leben sehr wichtig, da es die Produktion von giftigen Materialien für unseren Planeten reduziert.

Industrielles Recycling mit Hilfe von Magneten hilft uns, die Rohstoffkosten zu senken, indem wir den Produkten eine zweite Chance geben. Folglich müssen wir nicht so viel in neue Produkte investieren. Unter Umweltgesichtspunkten betrachtet, minimieren wir die CO₂-Emissionen während des Herstellungsprozesses.

Darüber hinaus führt das industrielle Recycling zu Energieeinsparungen von bis zu 25 %. Der Hauptvorteil des industriellen Recyclings liegt allerdings in der Kostensenkung.

Magnetanwendungen in der Recyclingbranche

Bei den Magneten im Recyclingsektor handelt es sich um verschiedene Produktreste, die nicht mehr brauchbar und sehr schwer zu recyceln sind, wenn sie magnetische Elemente enthalten. Im Recyclingbereich wird die Verwendung von Magnetscheiben immer üblicher.

Im Allgemeinen gibt es klassischen Stahl und rostfreien Stahl; letzterer ist weniger magnetisch als ferritischer Stahl, sodass ein Ferritmagnet zum Beispiel besser mit klassischem Stahl reagiert.

In der Recyclingindustrie werden je nach Verwendungszweck verschiedene Arten von Magneten verwendet. Am häufigsten wird der Elektromagnet verwendet, da er ein- und ausgeschaltet werden kann. Auch an den ersten Ladestellen des Recyclings, wo eine erste Sortierung der Abfälle erfolgt, finden wir Lasthebemagnete.

Normalerweise werden in Recyclingketten starke Magnete wie Neodym-Magnete benötigt. Sei es in Form von Magnetscheiben, Magnetrollen oder Magnettrommeln. Die Magnete können von den Herstellern so gefertigt werden, dass sie genau den Anforderungen entsprechen, die vom Kunden vorgegeben werden.

Damit kommen wir zu einem wesentlichen Punkt der Magnetindustrie und den möglichen Einsatzgebieten. Nach der Entdeckung des Magnetismus haben sich die Anwendung seiner Technologie und seine Einsatzmöglichkeiten weiterentwickelt. Insbesondere im Bereich des Recyclings steht die Magnetindustrie vor wachsenden Herausforderungen.

Was sind Atome?

Atome wurden von John Dalton, einem englischen Chemiker, entdeckt, der mit seiner Theorie bewies, dass die Materie aus unsichtbaren Teilchen besteht.

Atome sind die kleinsten Teilchen eines Elements, die eine Reihe physikalischer und chemischer Eigenschaften beibehalten können. Ein Atom kann chemisch nicht aufgespalten werden.

Aus welchen Arten von Teilchen besteht ein Atom?

Ein Atom kann chemisch nicht aufgespalten werden.

• Protonen = das positiv geladene Teilchen im Zentrum des Atomkerns.

• Neutronen = das Teilchen mit einer elektrischen Nettoladung von 0. Obwohl Neutronen weder eine positive noch eine negative elektrische Ladung haben, bestehen sie aus Teilchen, die Quarks genannt werden. Es gibt 6 Arten von Quarks (bottom quark, bottom quark, top quark, top quark, strange quark und charm quark).

• Elektronen = die negativ geladenen Teilchen. Die Elektronen befinden sich in der reaktiven äußeren Schale und haben die Aufgabe, mit den anderen Elementen in Wechselwirkung zu treten und chemische Bindungen zu bilden, die ihre Moleküle zusammenhalten.

Eigenschaften von Atomen

• Masse= Die Masse eines Atoms hängt von den Protonen und Neutronen ab, die sich im Kern des Atoms befinden.

• Größe= Die Größe eines Atoms ähnelt der einer Elektronenwolke, d. h. sie liegt zwischen 0,1 und 10^-14 Nanometern.

• Ionisierungspotenzial oder auch Ionisierungsenergie = die Energie, die bestimmt, in welcher Gruppe des Periodensystems sich das Element befindet.

• Elektronenaffinität = die Energiemenge, die ein Atom abgibt, das dazu neigt, Elektronen einzufangen.

Welche Funktion hat die Ordnungszahl?

Je nach der Ordnungszahl, d. h. der Anzahl der Elektronen und Protonen, die ein Atom hat (die gleich ist), wird es in den einen oder anderen Bereich des Periodensystems eingeordnet. Das Periodensystem ist in aufsteigender Reihenfolge der Ordnungszahl angeordnet, von oben nach unten und von links nach rechts. Wie wir im Periodensystem sehen können, ist Wasserstoff das erste Element in der Tabelle, das nur ein Proton im Kern hat, während das letzte Element das Oganeson (Og) ist, das 118 Protonen hat.