Magnet

Magnet: Körper, von dem ein magnetisches Feld ausgeht. Im Gegensatz zu den elektrischen Ladungen gibt es keine isolierten magnetischen Pole, diese treten vielmehr stets paarweise auf (als magnetische Dipole); aber magnetischer Monopol. Nahe den Enden eines Magnets befinden sich der Nordpol N (positiver Pol) beziehungsweise der Südpol S (negativer Pol). Dauern oder Permanentmagnet bestehen aus ferro- oder ferrimagnetischen Material. Sie lassen sich durch ein äußeres Magnetfeld stark magnetisieren und behalten auch in Gegenfeldern eine remanente Magnetisierung, falls deren Feldstärke kleiner als die Koerzitivfeldstärke ist (Hysterese). Elektromagnet bestehen aus einer vom Strom durchflossenen Spule mit einem Kern aus weichmagnetischem Material. Nach der Kernform unterscheidet man Stabmagnet, Hufeisenmagnet, Topfmagnet unter anderem Dauermagnet (zum Beispiel in Lautsprechern) und Elektromagnet (zum Beispiel als Lasthebemagnet, in Elektromotoren, Relais) werden technisch vielfach verwendet; siehe auch magnetische Werkstoffe.

Magnetanomalie: soviel wie erdmagnetische Anomalie (Erdmagnetismus).

Magnetbildaufzeichnung, Abkürzung MAZ (mats), Videoaufzeichnung: Verfahren zur Speicherung von Fernsehprogrammen auf (Video-) Magnetband mit Hilfe eines Videorecorders. Das elektrische Fernsehbildsignal wird nach einer Zwischenmodulation (Frequenzmodulation) mit Hilfe rotierender Magnetköpfe auf einem speziellen Magnetband aufgezeichnet, wobei die magnetischen Bildspuren quer zur Bewegungsrichtung des Bandes verlaufen (Transversalverfahren). Gleichzeitig werden die Fernsehton- und Steuersignale als magnetische Spuren an den Bandrändern in Längsrichtung des Bandes gespeichert. Bei einer Breite des Magnetbandes von 50,8 mm und einem Abstand der Bildspuren von 0,25 mm benötigt man zur Aufzeichnung eines Fernsehbildes etwa die doppelte Fläche eines 35-mm-Kinefilmbildes. Die Magnetbildaufzeichnung hat sich in der Fernsehstudiotechnik auf Grund der hohen Bildqualität und Flexibilität bei der Programmgestaltung fast ausschließlich durchgesetzt. Die Kombination von geeignetem Fernsehempfänger und (Heim-) Videorecorder ermöglicht die Magnetbildaufzeichnung auf Videobandkassetten auch für den Heimgebrauch. Siehe auch Fernsehaufzeichnung.

Magnetblasenspeicher, Bubble-Speicher, Domänentransportspeicher. Speicher für binärkodierte Informationen, bei dem in einer dünnen ferrimagnetischen Schicht magnetische Domänen («Blasen») erzeugt und durch ein rotierendes Magnetfeld transportiert werden. Als Detektor für die mikroskopischen Domänen sind zum Beispiel Hall-Elemente geeignet. In Magnetblasenspeicher bleiben gespeicherte große Informationsmengen auch ohne Versorgungsspannung erhalten.

Magnetinduktive Prüfung: Teilgebiet der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, das die Prüfverfahren umfasst, die die Wirkung magnetischer Felder nutzen; eingesetzt zur Fehlersuche in Werkstücken, zur Überwachung der Werkstoffeigenschaften und zur zerstörungsfreien Wand- und Schichtdickenmessung; siehe auch Magnetpulverprüfung..

Magnetische Doppelschicht: mit magnetischen Dipolen belegtes Flächenstück, äquivalent einer stromdurchflossenen Drahtschleife, die das Flächenstück begrenzt.

Magnetische Feldstärke: vektorielle Größe ff, die neben der magnetischen Flussdichte B zur Beschreibung des magnetischen Feldes dient.

Magnetische Flasche, Magnetfalle: Kombination von Magnetfeldern, mit der heiße Plasmen gehaltert und von den Gefäßwänden isoliert werden können.

Magnetische Flussdichte, magnetische Induktion-. vektorielle Größe B, die neben der magnetischen Feldstärke ff zur Beschreibung des magnetischen Feldes dient; SI-Einheit Tesla (T). Die Feldlinien des B-Feldes sind stets geschlossen, sie laufen zum Beispiel durch einen Magneten stetig hindurch, während die Feldlinien des ff-Feldes in den Polen enden.

Magnetische Kraft: Kraft, die ein magnetisches Feld auf magnetische Dipole und bewegte elektrische Ladungen (s. ä. Lorentz-Kraft) ausübt. Die magnetische Kraft auf einen (isoliert gedachten) Magnetpol ist gleich dem Produkt aus magnetischer Polstärke und Feldstärke; 2 Magnetpole wirken nach dem I Coulombschen Gesetz aufeinander. Die magnetische Kraft zwischen stromdurchflossenen Leitern wird nach dem Ampereschen Gesetz berechnet.

Magnetische Polarisation: Quotient aus magnetischer (Dipol-)Moment nach Coulomb und Volumen eines Körpers, Zeichen, SI-Einheit Tesla (T). Magnetische Polarisation entsteht durch Elementarströme oder durch Einwirkung eines magnetischen Feldes auf Materie. Sie hängt mit der magnetischen Feldstärke ff und der magnetischen Flussdichte B zusammen (magnetische Feldkonstante). J stellt also den Beitrag des Stoffes zur magnetischen Flussdichte dar.

Magnetische Polstärke nach Coulomb: analog zur elektrischen Ladung gebildeter Begriff für die magnetische Kraftwirkung isoliert gedachter Magnetpole, die entsprechend dem Coulombschen Gesetz aufeinander einwirken; Zeichen p, SI-Einheit Weber (Wb). Siehe auch magnetisches Moment.

Magnetischer Fluss, Induktionsfluss: Produkt P aus magnetischer Flussdichte B und von ihr durchsetzter Fläche beziehungsweise Flächenintegral über die Normalkomponente von B\ SI-Einheit Weber (Wb). Wegen der Quellenfreiheit des B-Feldes ist der magnetische Fluss für alle Querschnitte eines magnetischen Kreises (ohne Streuung) gleich.

Magnetischer Kreis: Hauptweg der magnetischen Feldlinien in elektrischen Maschinen und Geräten. Das Magnetfeld im geschlossenen magnetischen Kreis wird vom Magnetisierungs- oder Erregerstrom beziehungsweise von einem Dauermagneten erregt. Die Abhängigkeit des magnetischen Flusses von der Erregung (Durchflutung) zeigt die Magnetisierungskennlinie. Um den magnetischen Widerstand (Reluktanz) klein zu halten, wird der magnetische Kreis weitgehend aus ferromagnetischen Werkstoffen, meist aus Eisenlegierungen (Eisenkreis) hergestellt. Bei Wechselfeldern besteht der magnetische Kreis zur Verringerung der Wirbelstromverluste aus isolierten Elektroblechen (Schichtkern, Bandkern, Ringkern) oder bei höheren Frequenzen aus kleinen zusammengepressten, auch gesinterten ferromagnetischen Teilchen (Ferrite, Massekern). Bewickelte Teile des magnetischen Kreis werden als Kern, unbewickelte als Joch (Rückschlussjoch) bezeichnet.

Magnetischer Monopol: hypothetische Teilchen, das nur magnetische Ladung trägt; wurde 1931 von P. Dirac zur Erklärung der Quantisierung der elektrischen Ladung in die Maxwellsche Elektrodynamik eingeführt (Diracscher Monopol). Allgemeiner treten in Eichfeldtheorien sogenannt topologische Monopole auf.

Magnetischer Widerstand, Reluktanz: analog zum elektrischen Widerstand definierte physikalische Größe, Quotient aus magnetischer Spannung und magnetischen Fluss in einem magnetischen Kreis. Der Kehrwert des magnetischen Widerstands heißt magnetische Leitwert (Permeanz), Zeichen A, SI-Einheit Henry (H).

Magnetisches Feld, Magnetfeld: physikalisches Objekt, das im leeren oder stofferfüllter Raum auftritt und von Magneten oder elektrischen Strömen verursacht wird; existiert entweder als magnetostatischen oder verknüpft mit zeitlich veränderten elektrischen Feldern, als elektro-magnetisches Feld; gekennzeichnet durch die magnetische Feldstärke und die magnetische Flussdichte. Auch Sterne und Planeten können ein magnetisches Feld besitzen, zum Beispiel die Erde. Die Sonnenflecken sind der Sitz starker magnetischer Felder.

Magnetische Streuung:

1. magnetische Streuung, induktive Streuung: bei elektrischen Maschinen und Geräten die Erscheinung, dass ein Teil (Streufeld) des von einem Stromkreis erzeugten Magnetfelds nicht mit einer 2. Spule verkettet ist und in ihr keine Spannung induziert. Dies führt zur Streuspannung beziehungsweise zur Streureaktanz in der erregenden Wicklung.

2. unerwünschter Verlauf eines Teils des Magnetfelds auf Wegen, auf denen es nicht zur Kraftanziehung beiträgt.

Magnetische Stürme, erdmagnetische Gewitter. starke zeitliche Störungen des Erdmagnetfeldes, verursacht durch Strahlungsausbrüche auf der Sonne.

Magnetische Widerstandsänderung: ein galvanomagnetischer Effekt; Zunahme des elektrischen Widerstandes eines stromführenden Leiters oder Halbleiters, wenn auf diesen ein Magnetfeld einwirkt. Die Stärke der magnetischen Widerstandsänderung ist dem Quadrat der magnetischen Flussdichte proportional und hängt außerdem von der Temperatur ab. Siehe auch Wismut Spirale.

Magnetisierung: Quotient aus magnetischen (Dipol-)Moment nach Ampère und Volumen eines Körpers, Zeichen M, SI-Einheit A/m. Das Produkt J = M ist die magnetische Polarisation (ß0 magnetische Feldkonstante).

Magnetisierungsstrom: der zum Aufbau des magnetischen Felds in einer Spule oder Wicklung elektrischer Maschinen und Geräte erforderlicher Wechselstrom. Der Magnetisierungsstrom ist ein induktiver Blindstrom, der Oberwellen enthält.

Magnetismus: Gesamtheit aller Erscheinungen, die sich auf das magnetische Feld und das Verhalten der Stoffe in ihm beziehen; Eigenschaft bestimmter Körper (Magnet) oder stromdurchflossener Leiter, auf andere Körper, insbesondere Eisen, Kräfte auszuüben. Der Magnetismus wird durch die Bahnbewegung der Elektronen oder den Eigendrehimpuls (Spin) von Elektronen oder Atomkernen verursacht. Die Bahnbewegung führt zum Diamagnetismus, der bei Stoffen, die permanente magnetische Dipolmomente haben, vom Paramagnetismus überdeckt wird. In Festkörpern treten beim Vorhandensein permanenter magnetischer Dipolmomente geordnete magnetische Strukturen auf, die zu Ferromagnetismus, Antiferromagnetismus und Ferrimagnetismus führen. Unter Elektromagnetismus fasst man alle Erscheinungen zusammen, an denen elektrische und magnetische Felder gleichzeitig beteiligt sind.

Magnetit, Magneteisenerz: Mineral, Eisenoxid; Kristallsystem kubisch, Härte 5,5 bis 6, Dichte 4,9 bis 5,2 g/cm3, halbmetallisch glänzende, eisenschwarze Kristalle oder dichte bis körnige Massen; entsteht magmatisch, kontaktmetasomatisch, hydrothermal oder regionalmetamorph, auch sedimentär in Seifen. Wichtigstes Eisenerz, das unter anderem im Ural (Magnitnaja Gora) und in Kriwoi Rog, Kiruna (Schweden), am Oberen See (USA) vorkommt.

Magnetkissenbahn, Magnetschienenbahn: räderloses Transportmittel der berührungsfreien Fahrtechnik, bei dem die Fahrzeuge durch Magnetfelder im Schwebezustand über der Fahrbahn gehalten werden. Vorteile sind der Wegfall der Roll- und Reibungswiderstände, der ruhige Fahrzeuglauf und die Umweltfreundlichkeit. Die Magnetkissenbahn eignet sich vor allem zur Überwindung großer Strecken mit hoher Geschwindigkeit (300 bis 500 km/h), aber auch für Kurzstreckenverkehr (80 km/h). Eine zusätzliche, seitliche Führung der Fahrzeuge zur Spurhaltung erfolgt meist magnetisch, der Vortrieb am günstigsten durch einen Linearmotor. Forschungen zur Magnetkissenbahn laufen in mehreren Ländern; die erste Magnetkissenbahn wurde 1984 in Birmingham in Betrieb genommen.

Magnetochemie: Teilgebiet der physikalischen Chemie, das die Beziehungen zwischen dem magnetischen Verhalten der Stoffe und ihrer Elektronenstruktur untersucht. Beispielsweise sind alle Atome, Moleküle oder Ionen mit ungekoppelten Elektronen paramagnetisch, die anderen diamagnetisch. Magnet. Messungen werden als Hilfsmittel zur Strukturaufklärung verwendet und liefern Aussagen über Koordinationszahlen in Komplexverbindungen, über räumliche Anordnung von Liganden, über Oxydationsstufen und Bindungstypen sowie über das Vorliegen freier Radikale. Eine unmittelbare Beeinflussung der Geschwindigkeit chemischer Reaktionen durch äußere Magnetfelder findet erst bei extrem hohen Feldstärken (>15 Millionen A/m) statt.

Magnetogramm: Aufzeichnung der zeitlichen Schwankung des Erdmagnetfeldes an einem festen Ort. Registriert werden die Totalintensität und ihre vektoriellen Komponenten. Siehe auch Erdmagnetismus.

Magnetohydrodynamik: Abkürzung MHD: Theorie zur Beschreibung der Strömungsvorgänge in Plasmen oder elektrisch leitenden Flüssigkeiten unter der Wirkung elektrischer und magnetischer Felder; wichtig für MHD-Generatoren, die gesteuerte Kernfusion und die Theorie kosmischer Plasmen.

Magnetohydrodynamischer Generator, Kurzwort MHD-Generator, magnetoplasmadynamischer Generator, Kurzwort MPD-Generator. Energiewandler mit direkter Umwandlung von Wärme aus dem Energieinhalt heißer, strömender, elektrisch leitender Gase in elektrische Energie. Im linearen Faraday-Generator strömt ein durch Erhitzen ionisiertes Gas (Plasma) in einem Kanal durch ein Magnetfeld, wodurch eine induzierte Spannung an den Wänden abgenommen werden kann. Der magnetohydrodynamischer Generator kann als Vorschalteinheit für ein konventionelles Großkraftwerk im Temperaturbereich von 500 bis 3000°C arbeiten, wodurch höhere Wirkungsgrade erreichbar sind; den Einsatz erschweren bisher Werkstoffprobleme. In Umkehrung des Generatorprinzips sind MHD-Antriebe (MHD-Pumpe, Pinch-Antrieb) entstanden.

Magnetokalorischer Effekt: Temperaturänderung bei Änderung der Magnetisierung; meist erhöht sich mit zunehmender Magnetisierung die Temperatur.

Magnetometer: Gerät zur Messung von Größe und Richtung magnetischer Felder. Die Messmethoden beruhen auf dem Vergleich von Drehmomenten von Magnetstäben, Induktionswirkungen an bewegten Spulen, Ablenkung von Elektronenstrahlen, Messung der Präzessionsfrequenz von Elementarteilchen, Beeinflussung supraleitender Stromkreise unter anderem Siehe auch Fluxgate-Magnetometer, Protonenmagnetometer.

Magnetomotorischer Speicher: Speicher, bei dem die Information in einer magnetisierbaren Schicht gespeichert und mittels einer Bewegung dieser Schicht gegenüber einem Magnetkopf gelesen wird. Analoge magnetomotorische Speicher werden besonders in der Audio- und Videotechnik eingesetzt (siehe auch Magnettongerät, Videorecorder). Digitale magnetomotorische Speicher sind in der Rechentechnik unentbehrlich. Neben Magnettrommel-, Magnetplatten- (Wechsel- und Festplattenspeicher) und Magnetbandspeichern mit Übertragungsraten bis 3 MByte/s für Großrechner sind kleinere und billigere Geräte wie Diskettenspeicher (Floppy-Disk, (Magnet-Folienspeicher) und Magnetkassettenspeicher mit geringeren Übertragungsraten bis 0,5 MByte/s besonders für die Klein- und Mikrorechen-technik von Bedeutung. Disketten (Platten aus einseitig magnetisierbarer Plastfolie) und Magnetkassetten werden auch als Primärdatenträger in Datenerfassungsgeräten verwendet,

Magnetosphäre: erdnaher Raum, in dem Erdmagnetfeld und solarer Teilchenstrom von Elektronen und Protonen in Wechselbeziehung stehen; enthält Polarlichtzonen und Strahlungsgürtel. Die Magnetosphäre reicht infolge des Sonnenwindes in Richtung zur Sonne etwa 10 und in entgegengesetzter Richtung weit über 100 Erdradien in den Weltraum hinaus.

Magnetostatik: (griechisch) Lehre von den zeitlich unveränderlichen Magnetfeldern, die von Permanentmagneten oder zeitlich konstanten Strömen erzeugt werden.

Magnetostriktion: die Erscheinung, dass ein ferromagnetischer Stoff (besonders Nickel) seine Abmessungen geringfügig ändert, wenn man seine Magnetisierung ändert; wird zum Beispiel zur magnetostriktiven Ultraschallerzeugung benutzt.

Magnetotellurik: (griechisch + lateinisch) Verfahren der Geophysik zur Untersuchung der Struktur der Erdkruste; dabei werden an einem Ort gleichzeitig die zeitliche Schwankungen des Erdmagnetismus und die des natürlichen elektrischen Erdstroms gemessen und gemeinsam ausgewertet.

Magnetpole, erdmagnetische Pole: Punkte der Erdoberfläche, an denen eine Magnetnadel senkrecht nach unten weist. Der magnetische Nordpol liegt in der Antarktis, der magnetische Südpol im Nordosten Kanadas. Die Lage der Magnetpole verändert sich im Laufe der Zeit allmählich. Siehe auch Erdmagnetismus.

Magnetpulverprüfung: Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung ferromagnetischer Werkstoffe. Die Werkstücke werden magnetisiert und mit einer Öl-Eisenpulver-Suspension überspült, wobei sich das Pulver über Fehlstellen (Haarrisse, Schlackenzeilen) absetzt.

Magnetschweif: von der Sonne abgewandter Teil der Erdmagnetosphäre, der durch den Sonnenwind auf weit mehr als das Zehnfache der Gegenseite gestreckt ist und die geometrische Form eines Schweifes hat. Siehe auch Magnetosphäre.

Magnetsteilförderer: Bandförderer, der gegen die Horizontale in einem Winkel zwischen 20 und 90° geneigt ist und zur Steilforderung ferromagnetischer Güter, wie Stahlspäne, stählerne Kleinteile, dient. Das Anhaften der Güter während des Förderns erfolgt durch Magnete, die unterhalb des Förderturms angeordnet sind.

Magnettonfilmverfahren: technisches Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallereignissen mittels Magnettontechnik. Die Schallereignisse werden auf unperforiertem Magnetband (meist Sprache und Geräusche) oder auf perforiertem, 17,5 mm oder 35 mm breitem Magnetfilm (Musikaufnahmen) gespeichert (Atelierspur) und bei der Filmendfertigung am Mischpult auf dem gemischten Magnetfilm (je nach Filmverfahren Einspur- oder Mehrspurverfahren) vereint. Theaterkopien können Magnettonspuren (Theaterspur) erhalten, jedoch dominiert die Umspielung auf eine Lichttonspur.