Material im magnetischen Feld (4st)

(Kursstufe > Grundlagen elektrischer, magnetischer und schwerer Felder)

Versuche

Die schwebende Büroklammer

Aufbau

Eine Büroklammer wird vom Magnetfeld eines Dauermagneten in der Schwebe gehalten. Dann werden verschiedene Gegenstände zwischen die Klammer und den Magneten gebracht.

Beobachtung

Bei folgenden Gegenständen passiert nichts: eine Hand, ein Holzbrett, eine Aluminiumplatte, eine Glasplatte.

Hält man dagegen die eiserne Kehrschaufel dazwischen, so fällt die Büroklammer runter!

Ein Schiffchen im Kochtopf

Aufbau

Auf ein Stück Styropor wird ein Stück Eisen gelegt.

Zunächst schwimmt das "Schiffchen" auf dem Wasser in einer Plastikwanne. Außerhalb der Wanne halten wir an verschiedene Stellen einen Dauermagnet.

Wir wiederholen den Versuch und lassen diesmal das Schiffchen in einem Kochtopf schwimmen.

Beobachtung

In der Plastikwanne bewegt sich das Schiffchen auf den Magnet zu. Im Kochtopf bleibt es an der Stelle stehen.

Ergebnisse

• Das Magnetfeld kann in weichmagnetische Stoffe nicht tief eindringen, es wird abgeschirmt.

Dies geschieht, weil das Weicheisen so stark magnetisiert wird, das sich innerhalb ein magnetisches Gegenfeld ausbildet, welches das äußere Feld aufhebt.

Baustelle

Material im elektrischen oder magnetischen Feld:

[math] \vec B = \mu_0 \vec H + \vec J \qquad \left[ = \mu_0 \left(\vec H + \vec M\right) \right][/math]

[math]\vec{D} = \varepsilon_0 \vec{E} + \vec{P}[/math]

(Wie man sieht, hat man die Magnetisierung anders festgelegt als die Polarisierung.)

In vielen Fällen ist die Magnetisierung oder die Polarisierung parallel zur Feldstärke, dann kann man die Flussdichte auch mit einem Faktor, der sogenannten relativen Permeabilität oder der relativen Permittivität beschreiben:

[math] \vec B = \mu_0 \, \mu_r \, \vec H \ [/math]

[math] \vec D = \varepsilon_0 \, \varepsilon_r \, \vec E \ [/math]

Links

• Skript Magnetismus Prof. Gross, Walther-Meißner-Institut (WMI), Bayerische Akademie der Wissenschaften, Chair for Technical Physics (E23), Technische Universität München