Dauermagnet oder Elektromagnet: Unterschiede und Funktion
Dauermagnet und Elektromagnet: Was ist der Unterschied?
Ein Dauermagnet erzeugt ohne elektrische Stromversorgung ein eigenes Magnetfeld. Ein Elektromagnet benötigt dagegen elektrischen Strom, mit dem sich sein Magnetfeld ein- und ausschalten sowie regeln lässt.
- Ein Dauermagnet funktioniert ohne Strom.
- Ein Elektromagnet erzeugt sein Feld mithilfe von elektrischem Strom.
- Ein Dauermagnet kann durch hohe Temperaturen oder ein ungeeignetes Magnetfeld schwächer werden.
- Die Stärke eines Elektromagneten hängt vom Strom, der Spulenkonstruktion und dem verwendeten Kern ab.
Wie funktioniert ein Dauermagnet?
Dauermagnete bestehen aus hartmagnetischen Werkstoffen, die nach der Magnetisierung die Ausrichtung ihrer magnetischen Domänen langfristig beibehalten.
Dadurch erzeugen sie ein eigenes Magnetfeld und benötigen weder:
- eine Batterie,
- einen Netzanschluss,
- eine Spule oder Steuerelektronik
- noch eine kontinuierliche Energiezufuhr.
Jeder Dauermagnet hat einen Nord- und einen Südpol. Entgegengesetzte Pole ziehen sich an, gleiche Pole stoßen sich ab.
Natürliche und künstlich hergestellte Magnete
In der Natur kommt beispielsweise Magnetit vor, von dem einzelne Stücke auf natürliche Weise magnetisiert sein können. Die meisten heutigen technischen Magnete werden jedoch industriell hergestellt.
Zu den gängigen Dauermagnetarten gehören:
- Neodym-Magnete aus NdFeB,
- Ferritmagnete, auch Keramikmagnete genannt,
- Samarium-Cobalt-Magnete aus SmCo,
- AlNiCo-Magnete,
- flexible Magnetfolien und Magnetbänder.
Die Materialien unterscheiden sich in ihrer Stärke, Korrosionsbeständigkeit, Arbeitstemperatur und ihrem Preis.
Kann ein Dauermagnet schwächer werden?
Die Bezeichnung „permanent“ bedeutet nicht, dass ein Magnet weder beschädigt noch entmagnetisiert werden kann. Bei richtiger Verwendung behält er seine Eigenschaften sehr lange, seine Leistung kann jedoch durch Folgendes abnehmen:
- Überschreiten der maximalen Arbeitstemperatur,
- Erwärmen über die Curie-Temperatur,
- ein starkes entgegengesetzt ausgerichtetes Magnetfeld,
- ein Wechselfeld mit allmählich abnehmender Stärke,
- Korrosion oder mechanische Beschädigung,
- heftige Stöße bei manchen Magnetwerkstoffen.
Die maximale Arbeitstemperatur liegt üblicherweise unter der Curie-Temperatur. Ein Magnet kann daher bereits irreversibel schwächer werden, bevor er seine ferromagnetischen Eigenschaften vollständig verliert.
Erhitzen Sie Magnete nicht absichtlich und lassen Sie sie nicht zusammenprallen
Neodym-Magnete sind hart und spröde. Bei einem heftigen Aufprall können sie brechen und scharfe Splitter wegschleudern. Eine kontrollierte Entmagnetisierung gehört in einen fachgerecht ausgestatteten Betrieb.
Wie funktioniert ein Elektromagnet?
Ein Elektromagnet besteht aus einem Leiter oder einer Spule, durch die elektrischer Strom fließt. Der Strom erzeugt um den Leiter ein Magnetfeld.
Ein einfaches Beispiel ist eine Zylinderspule (Solenoid) – eine lange Spule aus vielen Drahtwindungen. Das Magnetfeld im Inneren hängt insbesondere von Folgendem ab:
- der elektrischen Stromstärke,
- der Windungszahl,
- der Länge und Geometrie der Spule,
- dem Material des eingesetzten Kerns.
Bei einer langen Spule ohne ferromagnetischen Kern ist das Feld bei unveränderter Bauweise näherungsweise direkt proportional zum Strom. Bei einer Spule mit Eisenkern muss dieser Zusammenhang nicht unbegrenzt linear sein, da das Material magnetisch gesättigt werden kann.
Nach dem Abschalten des Stroms verschwindet das Spulenfeld oder wird deutlich schwächer. Der ferromagnetische Kern kann jedoch eine gewisse Restmagnetisierung behalten.
Wann eignet sich welcher Typ?
- Dauermagnet: wenn das Feld ständig und ohne Stromversorgung wirken soll.
- Elektromagnet: wenn Sie den Magneten ein- und ausschalten oder regeln möchten.
- Dauermagnet: für Halterungen, Verschlüsse, Sensoren und Büroanwendungen.
- Elektromagnet: für Relais, Ventile, Schlösser, Motoren und die industrielle Handhabung.
Empfohlene Dauermagnete
Starker Magnet im Kunststoffgehäuse MAGSY
Neodym-Magnet in einem abgerundeten Kunststoffgehäuse zum bequemen Befestigen von Dokumenten an Magnettafeln.
- Gehäusedurchmesser 30 mm
- Abreißkraft 40 N
- Ungefähre Haftkraft 4 kg
- Gewicht 10,9 g
- Neodym-Magnet NdFeB
- Kunststoffgehäuse mit Aufdruck
- Laut Hersteller bis zu 25 A4-Blätter
- Artikelnummer 60145
Neodym-Scheibenmagnet 20 × 5 mm
Starker Dauermagnet für Halterungen, Verschlüsse, Modellbau und technische Baugruppen in trockenen Innenräumen.
- Durchmesser 20 mm
- Höhe 5 mm
- Abreißkraft 42,4 N
- Ungefähre Haftkraft 4,24 kg
- Gewicht 11,78 g
- Magnetgüte N30
- Magnetisierung parallel zur Achse
- Vernickelte Oberfläche
- Temperaturbeständigkeit bis 80 °C
- Artikelnummer 20005
Neodym-Scheibenmagnet 15 × 1 mm
Dünner Magnet für leichte Verschlüsse, Dekorationen, Papierprodukte und Konstruktionen mit begrenztem Platz.
- Durchmesser 15 mm
- Höhe 1 mm
- Abreißkraft 8,2 N
- Ungefähre Haftkraft 0,82 kg
- Gewicht 1,3 g
- Magnetgüte N42
- Magnetisierung parallel zur Achse
- Vernickelte Oberfläche
- Temperaturbeständigkeit bis 80 °C
- Artikelnummer 20261
Was bedeutet Abreißkraft?
Die angegebene Kraft gilt unter idealen Bedingungen: Der Magnet liegt vollflächig an sauberem, ebenem und ausreichend dickem Stahl an und wird senkrecht abgezogen. Lack, Rost, ein Luftspalt, dünnes Blech oder seitliche Belastung verringern die Haftkraft deutlich.
Häufige Fragen
Benötigt ein Dauermagnet Strom?
Nein. Er erzeugt ohne elektrische Stromversorgung ein eigenes Magnetfeld.
Kann ein Dauermagnet an Kraft verlieren?
Ja. Hohe Temperaturen, ein starkes Gegenfeld, Korrosion oder mechanische Beschädigungen können ihn schwächen.
Erzeugt eine Zylinderspule ein elektrisches oder ein magnetisches Feld?
Gleichstrom in einer Spule erzeugt ein Magnetfeld. Ein sich ändernder Strom und ein sich änderndes Magnetfeld können zusätzlich ein elektrisches Feld induzieren.
Verschwindet das Feld eines Elektromagneten sofort nach dem Abschalten?
Das Spulenfeld bricht rasch zusammen, der ferromagnetische Kern kann jedoch eine gewisse Restmagnetisierung behalten.
Ist ein Elektromagnet immer stärker als ein Dauermagnet?
Nein. Das hängt von der Konstruktion, dem Strom, der Kühlung, dem Kern und der Größe des Geräts ab.
Zusammenfassung
Ein Dauermagnet erzeugt ohne elektrische Energie ein langfristiges Magnetfeld. Ein Elektromagnet nutzt den Strom in einer Spule, sodass sich sein Feld steuern und abschalten lässt.
Auch ein Dauermagnet ist nicht unzerstörbar. Bei Auswahl und Verwendung müssen Arbeitstemperatur, Umgebung, Abreißkraft und das Risiko mechanischer Beschädigung berücksichtigt werden.
Wählen Sie Dauermagnete passend zur Anwendung
Vergleichen Sie Neodym-, Ferrit-, Samarium-Cobalt- und weitere Magnete nach Abmessungen, Kraft und Temperaturbeständigkeit.