Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts betrachtete man den Magnetismus als ein physikalisches Phänomen, das von den elektrischen Phänomenen getrennt war. In Wirklichkeit sind die Prozesse, durch die der Magnetismus in den Materialien gesteuert wird, mit den elektrischen Prozessen (Gleichungen von Maxwell) verbunden. Zum besseren Verständnis des Verhaltens von Magneten werden nachstehend einige technische Ausdrücke genau beschrieben, und zwar so, dass die Ausführungen auch für Personen, die sich zum ersten Mal mit diesem Thema befassen, zu verstehen sind.
Dieser Ausdruck bezeichnet die Richtungsabhängigkeit, entlang der ein Dauermagnet ausgerichtet sein kann. Einige Materialien besitzen diese Eigenschaft und werden als „anisotrop“ bezeichnet, andere nicht („isotrope“ Materialien). Diese Richtungsabhängigkeit kann dem Produktionsverfahren oder aber der Struktur des magnetischen Materials zugeschrieben werden. Längs der Anisotropierichtung liegen die höchsten Werte für die Eigenschaften des anisotropen Magneten vor.
(siehe Magnetinduktion)
Chemisches Element der II. Hauptgruppe (Erdalkalimetalle). Das wichtigste Mineral ist Baryt. Das Material wird bei der Herstellung von Eisenoxidmagneten in Form von Bariumcarbonat hinzugegeben; durch Sintern wird die Verbindung BaFe12O19 (Bariumferrit) erzeugt.
Damit wird das höchste erhältliche Energieprodukt bei einer Typologie von Dauermagneten bezeichnet. Es handelt sich also um den Höchstwert des Produkts B • H in der Entmagnetisierungskurve (2. Quadrant des Hysteresezyklusses), Das Produkt B • H stellt eine Energiedichte pro Volumeneinheit dar. Allgemein kann Folgendes gesagt werden: Je höher der Wert von (B • H)max ist, desto geringer kann – bei Gleichheit der geometrischen Verhältnisse – das Magnetvolumen sein, das für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist.
Temperatur, bei der sich ein eisenmagnetisches Material in ein paramagnetisches Material verwandelt und dabei zahlreiche seiner magnetischen Eigenschaften verliert. Der Name geht auf M.me Curie zurück, eine Physikerin und Chemikerin vom Anfang des 20. Jahrhunderts.
Spezifisches Gewicht in kg/m3, in g/cm3 oder kg/dm3 (1 g/cm3 = 1 kg/dm3 =103 kg/m3)
In einem zylindrischen Magneten ist dies das Verhältnis zwischen der Höhe (h) eines Magneten und seinem Durchmesser (D). Es handelt sich um ein sehr wichtiges Verhältnis, da davon die Leistungen abhängen, welche der Magnet erbringen kann. Bei den Entmagnetisierungskurven erscheinen die Werte h/D manchmal so, dass sie die Leistung des Magneten angeben.
Die höchste Temperatur, auf der ein Magnet gehalten werden kann, ohne dass es zu irreversiblen (also permanenten) Flussverlusten kommt. Die Eingriffstemperatur hängt auch vom magnetischen Kreislauf ab, in dem sich der Magnet befindet: Wenn bei der Permeanz niedrige Werte zu verzeichnen sind, bzw. wenn sich der magnetische Kreislauf dem Zustand des offenen Kreislaufs nähert, kommt es leichter zu Entmagnetisierungswirkungen. Der ungünstigste Fall ist daher der eines Einzelmagneten mit einem sehr geringen Dimensionalverhältnis (L/D).
Punkt der Entmagnetisierungskurve, welcher die Werte der Flussdichte B und des Koerzitivfeldes H im Arbeitszustand darstellt. Je länger der Magnet in der Magnetisierungsrichtung ist, desto näher wird B an der Eingriffsstelle bei der Größe Br sein. In einem geschlossenen magnetischen Kreislauf entspricht der Eingriffspunkt dem Wert von Br.
Abnahme des Magnetisierungszustandes eines Magneten und damit seiner Leistungen durch eine Intensität von Feld H, welche der anfänglichen Magnetisierungsrichtung der Probe entgegengesetzt ist; um eine vollständige Entmagnetisierung zu erhalten, ist ein oszillierendes Feld erforderlich. Zu einer teilweisen oder vollständigen Entmagnetisierung kann es auch bei hohen Temperaturen kommen: sie wird teilweise, aber irreversibel sein, wenn die Höchst-Eingriffstemperatur überschritten wird (Eigenschaft des Materials, hängt aber auch von der Geometrie der Probe und dem magnetischen Kreislauf ab, in dem sich dieses befindet); sie wird vollständig sein, wenn die Curie-Temperatur Tc (ausschließlich Materialeigenschaft) überschritten wird.
Teil des Hysteresezyklus, der sich auf den zweiten Quadranten bezieht, wo der Wert von Feld H negativ ist. Die wichtigsten, von dieser Kurve ableitbaren Eigenschaften sind Br (Remanenz), Hc (Koerzitivstärke) und das höchste Energieprodukt (BH max). Die Bezeichnung gemäß DIN 17410 besteht aus zwei Zahlen, z.B. 28/26: die erste bezeichnet den Mindestwert des Energieprodukts (B • H)max in kj/m3 und die zweite Zahl den Mindestwert der Koerzitivstärke jHc in kA/m, geteilt durch 10, im Messsystem SI. Beispiel: 28/26 bedeutet (B • H)max min 28 kj/m3 − jHc min 26 • 10 − 260 KA/m
Es handelt sich um einen Koeffizienten, der ausschließlich von der Geometrie des Magneten abhängt und die Möglichkeit ausdrückt, durch die Geometrie des Magneten oder des magnetischen Kreislaufs gute Leistungen zu erhalten. Wenn man den Eingriffspunkt des Magneten mit dem Ursprung des Koordinatensystems B-H verbindet, erhält man die Eingriffs- oder Last-Gerade. N ist adimensional und nimmt Werte zwischen 0 (magnetischer Kreislauf geschlossen) und 1 (magnetischer Kreislauf vollkommen geöffnet) an. Der Faktor ist durch das Verhältnis P=1−1/N an die Permeanz gebunden.
Material mit einer relativen Permeabilität von weit mehr als 1, dessen Verhalten als gemeinsame Wirkung von magnetischen Domänen beschrieben werden kann, von denen jedes über elementare magnetische Momente verfügt. Bei Dauermagneten liegt die Permeabilität etwas über eins, während die relative Permeabilität bei ferromagnetischen Materialien (Weichmagnetstoffen) weit über eins liegt (von 10^2 bis 10^6).
Messinstrument für die Flussdichte B: normalerweise wird dabei der Hall-Effekt der Halbleiter genutzt; die Dichte des Magnetflusses wird direkt angezeigt, ohne die Messsonde zu bewegen.
Durch Multiplizieren der Werte für die Induktion B und die Intensität von Feld H erhält man einen Wert, der mit der Energiedichte pro Volumeneinheit im Zusammenhang steht. Siehe dazu auch den Wert (B • H)max.
Stärke des Magnetfeldes: Von dieser Größe hängt es ab, wie ein Material magnetisch beansprucht wird. H hängt direkt von dem Strom ab, der durch eine Wicklung in der Nähe des Materials fließt, welches einer bestimmten Magnetisierungsintensität H ausgesetzt ist.
Barium-, Strontium- oder Bleiferrit mit der chemischen Formel MeO • 6Fe2O3, wo MeO ein Metalloxid darstellt. Alle Dauermagneten aus Hartferrit sind hexagonal, z.B. BaO • 6Fe2O3 oder SrO • 6Fe2O3. Die vollständige Formel ist vom Typ MeFel2Ol9.
Man erhält den Hysteresezyklus, indem man die Magnetinduktion B bei Änderung der Intensität des magnetisierenden Feldes H aufzeichnet, wobei H zuerst positiv, Magnetisierung, und dann negativ, Entmagnetisierung, ist. Er kann für B oder J erstellt werden.
Verluste der Eigenschaften des Magneten bei hoher Temperatur, wobei diese Eigenschaften bei Rückkehr auf die Ausgangstemperatur (normalerweise handelt es sich dabei um die Umgebungstemperatur) nicht mehr auf den Anfangswert zurückgewonnen werden können. Bei Ferrit verfällt die Restinduktion mit dem Absinken der Temperatur.
Verfahren, mit dem die Toleranzen der magnetischen Eigenschaften eines Dauermagneten minimiert werden. Dieses Verfahren wird immer häufiger angefordert, um den Magnetfluss mit einer geringeren Toleranz als bisher üblich regulieren zu können (z.B. bei einigen Elektromotoren, Magnetsensoren oder Relais).
Fluss der magnetischen Induktion B durch eine gegebene Oberfläche A. Bei Homogenität von B auf der Oberfläche A entspricht er B • A, sonst entspricht er dem mathematischen Integral von B auf der Oberfläche A. Seine Maßeinheit im System SI ist Wb (Weber), das gleichwertig mit Vs (Volt Sekunde) ist.
Diese Größe zeigt den Magetisierungszustand eines magnetischen Materials an: seine primäre Definition basiert auf der Wirkung, die ein Induktionsfeld von 1 Wb/m2 auf einen von Strom durchflossenen Leiter hat. Einheit Tesla (T=Wb/m2). B = µoH+J.
Beschreibt den Zusammenhang zwischen Magnetisierung und Koerzitivmagnetfeld.
Gleichung: M = X • µtH und µr = X + 1
Oberfläche eines Dauermagneten aus der/in die der Magnetfluss aus dem/in den Magneten ein-/austritt: Er kann im Norden oder Süden liegen.
Beitrag des Materials zur Flussdichte: J =B – µo H.
Wenn die Leistungen eines Magneten stabilisiert werden sollen, kann man ihn auf eine bestimmte Temperatur in der Nähe der Höchsttemperatur erhitzen, bei der der Magnet – wie man annimmt – arbeiten kann; oder man kann ihn in ein oszillierendes Magnetfeld eintauchen und damit eine leichte Entmagnetisierung des Magneten herbeiführen, wobei etwaigen Entmagnetisierungen durch interne und externe Ursachen vorgebeugt wird.
Weg des Magnetflusses durch die ferromagnetischen Teile (Weichmagnetstoffe, die in Analogie mit einem Stromkreis mit den Leitern verglichen werden können), die nicht magnetischen Teile (Spalten, die mit den Widerständen in einem Stromkreis verglichen werden können) und die Dauermagneten (die mit den Generatoren in einem Stromkreis verglichen werden können) der zu analysierenden magnetischen Vorrichtung.
Maßeinheit des Magnetflusses im System CGS (siehe auch Magnetfluss), sie beträgt 10−8 Tesla • m2.
Der Teil des gesamten Magnetflusses, welcher den Nutzspalt des untersuchten magnetischen Kreislaufs durchquert. Der verbleibende Teil des Flusses wird als Streufluss bezeichnet.
Maßeinheit für die Intensität des Koerzitivfeldes H in CGS. Die Bezeichnung geht auf den dänischen Physiker Hans Christian Oersted zurück.
Verhältnis zwischen der Induktion B und dem Produkt zwischen µoderH in einem Teil des magnetischen Kreislaufs. Je größer das Permeanzmodul ist, desto stärker nähert man sich dem Zustand des geschlossenen Kreislaufs.
Es handelt sich um das Verhältnis zwischen der Magnetinduktion B und dem Magnetfeld H und kann als eine Art magnetische „Leitfähigkeit“ betrachtet werden. Im Vakuum ist dieser Wert eine Konstante: (µo = 1,256 H/m (T / A/m). Es wird häufig der Begriff der relativen Permeabilität µr verwendet, welche durch das Verhältnis µr=µ / µoder =B / µoder H gegeben ist.
Man unterscheidet diamagnetische Materialien (µr<1), paramagnetische Materialien (µr>1), und eisenmagnetische Materialien (µr>>1) von 102 bis 106).
Die Richtungsabhängigkeit, entlang der der Magnet die besten Werte von Br, Hc und BHmax (siehe auch Anisotropie) erreicht. Sie hängt von den Eigenschaften des Magneten ab und wird durch eine magnetische Vororientierung des Materials erhalten. Bei den Magneten mit Rundsymmetrie ist diese Richtung oft axial. Bei den Magneten mit rechteckigem Querschnitt wird sie häufig längs der Mindeststärke angefordert. Bei Bogensegmenten ist die Richtung diametral (d.h. in parallelen Linien zum Durchmesser) oder radial.
Reversibel oder wiederholbar. Ein thermisch reversibles magnetisches Verhalten bedeutet, dass ein Magnet nach Erhitzen und anschließendem Abkühlen auf die Ausgangstemperatur wieder seine anfänglichen magnetischen Werte annimmt.
Das ist der Wert „Br“, welcher der magnetischen Induktion entspricht, die man in einer Probe eisenmagnetischen Materials erhält, die nicht dem Feld H ausgesetzt ist, vorausgesetzt die Probe befindet sich im Zustand des geschlossenen magnetischen Kreislaufs (ohne Spalte).
Zustand, bei dem es im Material zu einem Anstieg der Induktion B bei Ansteigen von H mit einem Gefälle von µo kommt. Bei Erreichen des Sättigungszustands des Magneten werden die Höchstwerte der verschiedenen Eigenschaften erhalten.
Verfahren zum Kompaktieren der Pulver bei hohem Druck und hoher Temperatur, um kompaktes und homogenes Material zu erhalten. Die ungefähren Sintertemperaturen sind folgende: bei Hartferrit etwa 1200 °C – 1250 °C, bei Magneten aus seltenen Erden etwa 1050 °C – 1200 °C.
Chemisches Element der II. Hauptgruppe (Erdalkalimetalle). Geht auf die Minerale Strontianit und Coelestin zurück. Strontium wird in Form von Strontiumcarbonat an Stelle von Barium zugegeben und verleiht den Magneten aus Hartferrit eine besonders hohe Koerzitivstärke.
Raum, in dem sich nicht magnetisches Material befindet, das zwischen den Elementen eines magnetischen Kreislaufs eingesetzt ist: Es stellt ein Hindernis für den Durchfluss des Magnetflusses dar, und deshalb ist man oft darum bemüht, Spalten in einer magnetischen Vorrichtung zu vermeiden. Je kleiner der Wert des Spaltes ist, desto höher ist die Magnetinduktion im Spalt.
Bei den magnetischen Materialien wird damit die Änderung der Restinduktion Br oder der Koerzitivstärke Hc bezeichnet, die man erhält, wenn sich die Temperatur ändert: Es ist ein sehr wichtiger Koeffizient, da sich die Dauermagneten bei verschiedenen Temperaturen verschieden verhalten können.
Maßeinheit der magnetischen Flussdichte oder magnetischen Induktion. 1 T = 1 Vs/m2 =oder10.000 Gauß. Der Name geht auf Nicola Tesla (1856-1943), einen serbischen Physiker, zurück.
Maßeinheit des Magnetflusses 1 Wb = 1 V s = 108 Maxwell. Die Bezeichnung geht auf Wilhelm Weber zurück.