Welche Wirkung hat Hitze auf Magnete?
Magnete werden in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt, wie z.B. in der Fertigung, in der Automobilindustrie, in Sicherheitssystemen und elektronischen Geräten, im Alltag und sogar der Planet Erde selbst ist ein gigantischer Magnet, aber wie wirkt sich Wärme auf Magnete aus? Das werden wir in diesem Artikel beantworten.
Um zu verstehen, wie Wärme die Magnete beeinflusst, muss man die atomare Struktur der Elemente beobachten, aus denen der Magnet besteht. Die Temperatur beeinflusst den Magnetismus, indem sie die Anziehungskraft eines Magneten entweder verstärkt oder schwächt. Ein erwärmter Magnet zeigt eine Verringerung seines Magnetfeldes, da sich die Partikel im Inneren des Magneten mit immer schnellerer und sporadischer Geschwindigkeit bewegen.
Hitze beeinflusst die Magnete, weil sie die magnetischen Domänen verwirrt und falsch ausrichtet, was dazu führt, dass der Magnetismus nachlässt. Im Gegenteil, wenn derselbe Magnet niedrigen Temperaturen ausgesetzt ist, verbessert sich seine magnetische Eigenschaft und die Festigkeit steigt.
Neben dem Widerstand des Magneten variiert auch die Leichtigkeit, mit der er entmagnetisiert werden kann, je nach Temperatur. Genau wie die Stärke des Magneten beeinflusst auch die Wärme die Magnete in Bezug auf den Widerstand gegen Entmagnetisierung. Dieser nimmt mit zunehmender Temperatur im Allgemeinen ab. Die einzige Ausnahme sind keramische (Ferrit-)Magnete, die bei niedrigen Temperaturen leichter zu entmagnetisieren und bei hohen Temperaturen schwieriger zu entmagnetisieren sind.
Verschiedene magnetische Materialien reagieren unterschiedlich auf die Temperatur. Alnico-Magnete haben die beste Widerstandsstabilität, gefolgt von SmCo, NdFeB und dann Keramik. NdFeB-Magnete haben den höchsten Widerstand gegen Entmagnetisierung (Koerzitivfeld), erleben aber die größte Veränderung bei Temperaturschwankungen. Alnico-Magnete haben den geringsten Widerstand gegen Entmagnetisierung, aber die kleinste Änderung, die mit der Temperatur erreicht wird. Alnico hat die höchste Betriebstemperatur, gefolgt von SmCo, Keramik und dann NdFeB.
Aber nicht jeder weiß, wie ein Magnet seine maximal nutzbare Temperatur beeinflusst. Dies ist besonders wichtig für NdFeB-Magnete, da sie die größte Änderung des Widerstands gegen Entmagnetisierung mit der Temperatur aufweisen. Mit zunehmender Länge der magnetisierten Welle nimmt auch deren Widerstand gegen Entmagnetisierung zu.
Mit einem Experiment nachzuweisen
Es ist eine Tatsache, dass Wärme die Magnete beeinflusst, eine Tatsache, die sie durchlässig macht. So ist beispielsweise der Temperatureinfluss auf Neodym-Magnete eines der interessantesten Phänomene, das beobachtet und nachgewiesen werden kann. Tatsächlich gibt es ein Experiment mit Magneten, das speziell untersucht, wie sie reagieren, wenn sie extremer Hitze ausgesetzt sind.
Im Prinzip handelt es sich um ein Experiment, das für Kinder ungeeignet ist, und außerdem muss es mit den größtmöglichen Sicherheitsmaßnahmen durchgeführt werden. Es wird uns zeigen, wie die Hitze die Magnete beeinflusst. Dazu benötigen wir die folgenden Elemente:
Die Wärmeeinwirkung auf die Magnete erfolgt in zwei einfachen Schritten. Der erste von ihnen ist ein Test der Umgebungstemperatur und dafür müssen die Büroklammern in einen Kunststoffbehälter gegossen werden, um dann einen der Magnete aus Neodymstab in den Behälter aus Klammern einzutauchen und ihn zu entfernen, wobei die gesammelte Nummer registriert wird. Die Büroklammern werden dann vom Magneten entfernt und beiseite gelegt.
Bei der Verwendung von heißem Wasser sollten Handschuhe und Schutzbrille getragen werden. Etwa ein Drittel der Tasse Wasser in einem kleinen Topf erhitzen, bis er 85 °C oder 100 °C erreicht. Am Siedepunkt sollte sich das Wasser in der Nähe oder innerhalb dieses Temperaturbereichs befinden, das Thermometer wird verwendet, um sicherzustellen, dass die Temperatur angemessen ist.
Legen Sie den Neodym-Magneten mit den Kunststoffclips vorsichtig ins Wasser und lassen Sie ihn dort ca. 15 Minuten stehen. Der Magnet wird dann mit den Kunststoffklammern entfernt und mit Klammern in den Behälter gelegt. Dort angekommen, sehen Sie, wie viele Clips gesammelt wurden.
Das Ergebnis wird offensichtlich sein. Der erwärmte Magnet hebt die Klammern nicht an oder nur sehr wenige, abhängig von der Temperatur und dem Moment, in dem er erwärmt wurde. Das macht deutlich, dass die Wärme direkt auf die Magnete wirkt.
