Elektromagnete – Entdeckung und Entwicklung

Ørsted-Versuch

Der dänische Physiker Hans Christian Ørsted entdeckte im Jahr 1820, dass Elektrizität und Magnetismus miteinander verbunden sind. Während einer Vorlesung bemerkte er, dass eine Kompassnadel abgelenkt wurde, wenn ein elektrischer Strom durch einen nahe gelegenen Draht floss. Ørsted schloss daraus, dass elektrischer Strom ein Magnetfeld erzeugen kann. Dies war der erste Nachweis des Zusammenhangs zwischen Elektrizität und Magnetismus und führte zur Entwicklung des Elektromagnetismus.

Die folgende Abbildung veranschaulicht den von Ørsted durchgeführten Versuch:

Dabei erkennt man, dass sich die Kompassnadel nach dem vom Leiter erzeugten Magnetfeld ausrichtet.

Zusammenhang zwischen Stromfluss und Magnetfeld

Ørsted zeigte, dass ein elektrischer Strom ein Magnetfeld erzeugt. Wenn ein Strom durch einen Draht fließt, bildet sich ein Magnetfeld um den Draht. Dieses Magnetfeld verläuft in konzentrischen Kreisen um den Draht. Die Richtung des Magnetfelds kann mit der Rechte-Faust-Regel bestimmt werden:

Magnetisierung

Magnetisierung bezeichnet den Prozess, bei dem ein Material magnetisch gemacht wird. Wenn ein Material einem starken Magnetfeld ausgesetzt wird, richten sich die Elementarmagnete im Inneren des Materials aus und erzeugen ein eigenes Magnetfeld. Ein solcher Magnet bleibt magnetisch, auch wenn das äußere Magnetfeld entfernt wird. Diese Eigenschaft wird in der Herstellung von Permanentmagneten genutzt.

Modell der Elementarmagneten

Das Modell der Elementarmagneten beschreibt, wie Materialien magnetisch werden. Es geht davon aus, dass in jedem Material winzige magnetische Bereiche existieren, die sogenannten Elementarmagnete. Diese Elementarmagnete können sich ausrichten, wenn sie einem Magnetfeld ausgesetzt werden. In einem nicht magnetisierten Zustand sind die Elementarmagnete zufällig ausgerichtet, wodurch sich ihre magnetischen Effekte gegenseitig aufheben. Die folgende Abbildung veranschaulicht diesen Zusammenhang:

Permanentmagnet

Ein Permanentmagnet ist ein Material, das seine magnetischen Eigenschaften dauerhaft behält. Er wird hergestellt, indem ein geeignetes Material einem starken Magnetfeld ausgesetzt wird, wodurch die Elementarmagnete im Material ausgerichtet werden. Diese Ausrichtung bleibt bestehen, auch wenn das äußere Magnetfeld entfernt wird. Permanentmagnete sind in vielen Alltagsgegenständen zu finden, wie zum Beispiel in Kühlschrankmagneten, Lautsprechern und Elektromotoren.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Elektromagnetismus – Entdeckung und Entwicklung