Wie wirkt sich Kälte auf Magnete aus?

Magnete haben die Fähigkeit, durch die Erzeugung von Magnetfeldern metallische Elemente anzuziehen. Diese Magnetfelder werden durch die Bewegung elektrischer Ladungen erzeugt, wobei die Atome von Dauermagneten so ausgerichtet werden, dass ein größeres Magnetfeld entsteht. Wenn sich ein Magnet an einem Ort mit niedriger Temperatur befindet, wird sein Magnetismus zunehmen. Das liegt daran, dass die Moleküle im Inneren des Magneten eine geringere kinetische Energie haben und sich daher langsamer bewegen, was die Ausrichtung der Teilchen erleichtert. Dadurch wird das Magnetfeld durch den Magneten verstärkt, was sowohl seine magnetischen Eigenschaften als auch seine Anziehungskraft erhöht.

Wie wirkt sich Kälte auf einen Elektromagneten und einen Dauermagneten aus?

Einerseits behält ein Neodym-Magnet seine Eigenschaften bei und funktioniert bis zu einer Temperatur von -130 ºC einwandfrei. Ferrit-Magnete hingegen lassen sich bei niedrigen Temperaturen leichter entmagnetisieren als bei höheren Temperaturen. Diese Art von Dauermagneten verliert ihre Magnetkraft bei unter -60 ºC.

Wie Dauermagnete haben auch Elektromagnete bei niedrigen Temperaturen ein stärkeres Magnetfeld, da die Kälte den Widerstand des Drahtes verringert und damit den Strom erhöht. Die Atome in den Magneten schwingen langsamer und geordneter, wenn sie kalt sind, wodurch ein stärkeres Magnetfeld und eine höhere Magnetstärke erzeugt werden.

Wie aus folgendem Diagramm hervorgeht, nimmt die Magnetkraft mit steigender Temperatur ab

Vorteile eines Magneten bei niedriger Temperatur

Wenn die Umgebungstemperatur des Magneten sinkt, nimmt das Br zu, d. h. die im Magneten verbleibende Flussdichte ist höher, nachdem er magnetisiert worden ist.

Der Hci (Entmagnetisierungswiderstand) hingegen kann sich bis auf das Doppelte oder Dreifache seines Wertes erhöhen. Unter dem Gesichtspunkt der Magnetisierung ist das Feld erforderlich, das zur Sättigung des Magneten führt.

Kalte Orte, an denen Magnete verwendet werden

Die bekanntesten Magnete, die niedrigen Temperaturen standhalten, sind supraleitende Magnete, die elektrischen Strom leiten und dabei die Energie vollständig erhalten. Diese hohe Leitfähigkeit wird häufig in Anwendungen wie der Magnetresonanztomographie, Magnetschwebebahnen und Teilchenbeschleunigern eingesetzt.