Magnete sind eines der seltenen Gegenstände in der Natur, die in der Lage sind, die Kontrolle über andere Objekte auszuüben, ohne sie tatsächlich zu berühren. Wenn Sie einen Magneten in die Nähe eines bestimmten Objekts halten, wird er entweder angezogen oder abgestoßen. Dies liegt an den Prinzipien des Magnetismus.
Um festzustellen, ob ein Gegenstand magnetische Eigenschaften hat, legen Sie ihn in die Nähe von Eisenspäne oder sogar einer Büroklammer. Wenn das Eisen entweder angezogen oder abgestoßen wird, kann der betreffende Gegenstand als Magnet betrachtet werden. Obwohl es möglich ist, bestimmte Arten von Gesteinen und Mineralien zu finden, die natürliche Magnete sind, werden die meisten Magneten, die wir sehen, hergestellt.
Die Prozesse des Magnetismus laufen auf atomarer Ebene ab. Magnete sind von einem unsichtbaren Magnetfeld umgeben, das durch die Bewegung von Elektronen erzeugt wird, den subatomaren Teilchen, die den Kern eines Atoms umkreisen. Die Hyperaktivität dieser Elektronen verleiht Magneten ihre Fähigkeit, sich anzuziehen und abzustoßen.
Natürliche und hergestellte Magnete, die ständig magnetische Eigenschaften haben, werden als Permanentmagnete bezeichnet. Alle Magnete haben zwei Enden, die allgemein als Nord- und Südpol bezeichnet werden. Der entscheidende Faktor dafür, ob ein Magnet anzieht oder abstößt, ist der Pol. Magnete ziehen sich an, wenn ein Nordpol mit einem Südpol verbunden wird. Werden gleiche Pole eingeführt, entweder von Norden nach Norden oder von Süden nach Süden, stoßen sich die Magnete ab.
Permanentmagnete können auch eine Reaktion mit nichtmagnetischen Gegenständen wie Metallen und sogar einigen Flüssigkeiten verursachen. Diese Gegenstände werden als temporäre oder weiche Magnete bezeichnet. Sie haben magnetische Eigenschaften nur für den Zeitraum in der Nähe des Magnetfelds anderer Magnete. Diese temporären Magnete, wie Büroklammern, besitzen je nach den Eigenschaften ihrer Elektronen entweder Nordpol- oder Südpoleigenschaften.
Neben Permanent- und temporären Magneten kann ein Magnet auch mit elektrischem Strom erzeugt werden. Diese Elektromagnete basieren auf dem Prinzip, dass elektrischer Strom ein kleines Magnetfeld umgibt, wenn er durch einen Stromkreis fließt. Das Magnetfeld ist nicht sehr stark, wenn der Draht gerade ist, aber wenn Sie den Draht aufwickeln, kann er einen funktionierenden Elektromagneten erzeugen. Elektromotoren nutzen dieses Konzept zum Betrieb. Eine Motorwelle verwendet eine Reihe von gewickelten Drähten, die mit einer Stromquelle verbunden sind, um ein Elektromagnet zu werden. Die Welle wechselt zwischen positiver und negativer Polarität und wird von den Permanentmagneten in ihrer Nähe angezogen und abgestoßen. Dies bewirkt, dass sich die Motorwelle dreht und arbeitet. Jeder Elektromotor, den Sie sehen, basiert auf diesem Konzept.
Magnete werden in vielen Alltagsgegenständen verwendet. Am gebräuchlichsten ist der Kompass, der mithilfe des natürlichen Magnetfelds der Erde eine Navigationsrichtung erzeugen kann. Kreditkarten, einschließlich Debit- und Bankomatkarten) verwenden einen Magnetstreifen, um Informationen zu speichern, die von einem speziell entwickelten Kartenleser gelesen werden können. Andere Gegenstände, die magnetische Eigenschaften nutzen, sind Kühlschrankmagnete, VHS-Bänder, Audiokassetten, Fernseher, Lautsprecher und einige computerbezogene Gegenstände wie Festplatten und Disketten.