Magnete sind atomgetrieben. Der Unterschied zwischen einem Permanentmagneten und einem temporären Magneten liegt in ihrer atomaren Struktur. Bei Permanentmagneten sind die Atome ständig ausgerichtet. Temporäre Magnete richten ihre Atome nur aus, wenn sie unter dem Einfluss eines starken externen Magnetfelds stehen. Das Überhitzen eines Permanentmagneten wird seine atomare Struktur neu anordnen und ihn in einen temporären Magneten verwandeln.
Grundlagen zu Magneten
Materialien mit magnetischen Eigenschaften besitzen Magnetfelder. Ein typischer Stahlnagel hat kein ausreichend starkes Magnetfeld, um eine Büroklammer aus Metall anzuziehen. Die Magnetisierung kann jedoch die Stärke des Magnetfelds des Stahlnagels erhöhen. Wenn Sie einfach einen starken Permanentmagneten neben einen Stahlnagel legen, hat der Nagel ein stärkeres Magnetfeld und wirkt wie ein temporärer Magnet. Der Nagel wird als temporärer Magnet bezeichnet, da der Nagel nach Entfernen des Permanentmagneten seine magnetische Feldstärke verliert, die die Büroklammer angezogen hat.
Permanentmagnete
Permanentmagnete unterscheiden sich von temporären Magneten durch ihre Fähigkeit, ohne den Einfluss eines nahegelegenen externen Magnetfelds magnetisiert zu bleiben. Typischerweise werden Permanentmagnete aus "harten" magnetischen Materialien hergestellt, wobei sich "hart" auf die Fähigkeit eines Materials bezieht, magnetisiert zu werden und magnetisiert zu bleiben. Stahl ist ein Beispiel für ein hartmagnetisches Material.
Viele Permanentmagnete werden erzeugt, indem das magnetische Material einem sehr starken externen Magnetfeld ausgesetzt wird. Sobald das äußere Magnetfeld entfernt ist, wird das behandelte magnetische Material nun in einen Permanentmagneten umgewandelt.
Temporäre Magnete
Im Gegensatz zu Permanentmagneten können temporäre Magnete nicht alleine magnetisiert bleiben. Weichmagnetische Materialien wie Eisen und Nickel ziehen keine Büroklammern an, nachdem ein starkes externes Magnetfeld entfernt wurde.
Ein Beispiel für einen industriellen temporären Magneten ist ein Elektromagnet, der verwendet wird, um Schrott auf einem Schrottplatz zu bewegen. Ein elektrischer Strom, der durch eine Spule fließt, die eine Eisenplatte umgibt, induziert ein Magnetfeld, das die Platte magnetisiert. Wenn der Strom fließt, nimmt die Platte Altmetall auf. Wenn der Strom stoppt, gibt die Platte den Schrott frei.
Grundlegende Atomtheorie der Magnete
Magnetische Materialien besitzen rotierende Elektronen um den Kern eines Atoms, die einzeln ein winziges Magnetfeld ausüben. Dies macht jedes Atom im Wesentlichen zu einem winzigen Magneten in einem größeren Magneten. Diese winzigen Magnete werden Dipole genannt, weil sie einen magnetischen Nord- und Südpol haben. Einzelne Dipole neigen dazu, mit anderen Dipolen zu verklumpen und größere Dipole zu bilden, die Domänen genannt werden. Diese Domänen haben stärkere Magnetfelder als einzelne Dipole.
Magnetische Materialien, die nicht magnetisiert sind, haben ihre Atomdomänen in unterschiedlichen Richtungen angeordnet. Wird das magnetische Material jedoch magnetisiert, ordnen sich die Atomdomänen in einem gemeinsamen Orientierung und wirken dadurch wie eine große Domäne, die ein noch stärkeres Magnetfeld hat als jede einzelne any Domain. Dies gibt einem Magneten seine Kraft.
Der Unterschied zwischen einem Permanentmagneten und einem temporären Magneten besteht darin, dass die atomaren Domänen eines Permanentmagneten erhalten bleiben, sobald die Magnetisierung aufhört ausgerichtet und haben ein starkes Magnetfeld, während sich die Domänen eines temporären Magneten nicht ausgerichtet neu anordnen und ein schwaches magnetisches haben Feld.
Eine Möglichkeit, einen Permanentmagneten zu zerstören, besteht darin, ihn zu überhitzen. Übermäßige Hitze führt dazu, dass die Atome des Magneten heftig vibrieren und die Ausrichtung der Atomdomänen und ihrer Dipole stören. Nach dem Abkühlen richten sich die Domänen nicht wie zuvor von selbst neu aus und werden strukturell zu einem temporären Magneten.