Unterschied zwischen permanenten und temporären Magneten

Hauptunterschied - Permanentmagnete im Vergleich zu temporären Magneten

Magnete sind ein extrem wichtiger Bestandteil unseres täglichen Lebens. Magnete werden in Türfängern und zum Aufkleben von Notizen an Kühlschranktüren verwendet, aber die meisten der Magnete, die uns umgeben, befinden sich oft in elektrischen Schaltungen in Form von Elektromagneten. Die Art von Magneten an Kühlschranktüren sind Permanentmagnete, während die Magnete, die zur Herstellung von Elektromagneten verwendet werden, typischerweise temporäre Magneten sind. Das Hauptunterschied zwischen permanenten und temporären Magneten ist das Dauermagnete benötigen kein externes Magnetfeld, um magnetisiert zu bleiben wohingegen, Temporäre Magnete bleiben nur solange magnetisiert, wie es ein starkes äußeres Magnetfeld gibt um sie herum.

Was sind Permanentmagnete?

Permanentmagnete sind Magnete, die ihren Magnetismus über lange Zeiträume beibehalten. Permanentmagnete bestehen aus harten ferromagnetischen Materialien. Sie können magnetisiert werden, indem sie in ein externes Magnetfeld gebracht werden. Ferromagnetische Materialien zeigen eine Hysterese: Wenn sich das äußere Magnetfeld allmählich umkehrt, widersteht das Material einer Entmagnetisierung über einen längeren Bereich der äußeren Magnetfeldstärken. Dies ist in der Magnetisierungskurve unten zusammengefasst: 

Magnetisierungskurve für ein ferromagnetisches Material

Die horizontale Achse gibt die Größe des äußeren Magnetfelds an, die vertikale Achse die Magnetisierung. Beachten Sie, dass sich das externe Magnetfeld erhöht  (folgen Sie der unteren Kurve), die Magnetisierung des Materials nimmt rasch zu. Wenn das äußere Magnetfeld umgekehrt wird (die obere Kurve), nimmt die Magnetisierung über einen größeren Bereich reduzierter oder umgekehrter Magnetfelder nicht wesentlich ab. Dieses Verhalten ist typisch für hartes ferromagnetisches Material. Hart ferromagnetische Materialien umfassen Aluminium, Kobalt und Stahl.

Was sind temporäre Magneten?

Temporäre Magnete können auch magnetisiert werden, indem sie in ein externes Magnetfeld gebracht werden. Der Magnetismus des Materials hält so lange an, wie das äußere Magnetfeld eingeschaltet ist, und verschwindet, wenn das äußere Magnetfeld verschwindet. Temporäre magnetische Materialien umfassen sowohl Paramagnete als auch weiche Ferromagnete.

Bei Atomen, die aus paramagnetischen Materialien bestehen, sind die magnetischen Momente nicht miteinander ausgerichtet. Wenn sie sich in einem äußeren Magnetfeld befinden, richten sich die magnetischen Momente der Atome mit dem äußeren Magnetfeld aus und magnetisieren das Material. Ferromagnetische Materialien unterscheiden sich von paramagnetischen Materialien dadurch, dass ihre Magnetisierung spontan ist (ihre Magnetisierung steigt schnell an, wenn das äußere Magnetfeld in einem engen Bereich erhöht wird)..

Weiche ferromagnetische Materialien zeigen auch eine Hysterese: Ihre Hystereseschleifen sind jedoch tendenziell viel schmaler als bei harten ferromagnetischen Materialien, was bedeutet, dass weichmagnetische Materialien ihre Magnetisierung viel leichter verlieren, wenn das äußere Magnetfeld reduziert wird. Sie unterscheiden sich jedoch noch immer von paramagnetischen Materialien dadurch, dass sie spontan magnetisieren.

Weiche ferromagnetische Materialien, wie etwa Weicheisen, sind nützlich für den Bau von Geräten, die keine Permanentmagnete benötigen. Wenn in Transformatoren Strom in Spulen fließt, die um den „Kern“ aus Weicheisen gewickelt sind, wird der Kern magnetisiert und leitet das Magnetfeld zur anderen Spule im Transformator. Um einen Wechselstrom zu erzeugen, muss sich die Richtung des Magnetfelds durch den Kern periodisch ändern. Dies ist sehr schwer zu erreichen, wenn der Kern aus einem permanentmagnetischen Material hergestellt wurde. In einigen Anwendungen, in denen starke Magnetfelder verwendet werden (z. B. MRI-Geräte), ist es wichtig, dass die Magnete ausgeschaltet werden können (siehe Video unten!)

Unterschied zwischen permanenten und temporären Magneten

Abhängigkeit der Magnetisierung vom Vorhandensein eines äußeren Feldes

Permanentmagnete  kann magnetisiert werden, indem sie in ein äußeres Magnetfeld gebracht werden. Sie verlieren ihre Magnetisierung nicht über einen großen Bereich umgekehrter äußerer Magnetfelder oder wenn das äußere Magnetfeld ausgeschaltet wird.

Temporäre Magnete kann auch magnetisiert werden, indem das Material in ein äußeres Magnetfeld gestellt wird. Wenn das äußere Magnetfeld ausgeschaltet wird, verliert das Material seine Magnetisierung.

Art des Materials

Permanentmagnetische Materialien sind sogenannte hartferromagnetische Materialien.

Temporäre magnetische Materialien sind paramagnetische oder weiche ferromagnetische Materialien.

Bild mit freundlicher Genehmigung

"Die Haupthystereseschleife und die anfängliche Magnetisierungskurve, berechnet nach der Stoner-Wohlfarth-Theorie für ein isotropes System aus identischen Einzeldomänenmagneten." Von RockMagnetist (Eigene Arbeit) [CC0 1.0], über Wikimedia Commons