Elektromagnet
Elektromagnete sind temporäre und künstliche Magnete, d.h. Magnete, die nur dann magnetisch sind, wenn eine Drahtspule vorhanden ist, durch die Strom fließt. Die Drahtspule wird als Solenoid bezeichnet. Die Stärke des Magneten ist proportional zu dem im Stromkreis fließenden Strom. Die Elektrizität, die durch den Draht fließt, wird als Strom bezeichnet. Der Strom ist der Fluss von Elektronen, die negativ geladene Teilchen sind. Elektromagnete werden für eine Vielzahl von Zwecken verwendet. In einem einfachen Beispiel kann ein Elektromagnet Stücke von Eisen, Nickel und Kobalt aufnehmen.
Elektromagnete können stärker gemacht werden, indem dem Kupferdraht mehr Spulen hinzugefügt werden oder ein Eisenkern durch die Spulen hindurch (zum Beispiel ein Nagel). Der Strom kann auch erhöht werden, um den Magnetismus stärker zu machen. Der britische Elektriker William Sturgeon erfand den Elektromagneten im Jahre 1825.
Ein Elektromagnet ist nützlich, weil er leicht ein- und ausgeschaltet werden kann (mit Hilfe eines elektrischen Stroms), während ein Dauermagnet nicht ausgeschaltet werden kann und weiterhin seine unmittelbare Umgebung beeinflusst.
Verschiedene Legierungen verhalten sich unterschiedlich. Eisen hört sehr schnell auf, ein Elektromagnet zu sein, aber Stahl braucht Zeit, um sich abzunutzen. Um einen Elektromagneten herzustellen, wird Kupferdraht um einen Eisenstab gewickelt. Die beiden Enden des Drahtes werden mit der + (positiven) und - (negativen) Seite der Batterie verbunden.
Elektromagnete werden in alltäglichen Gegenständen wie Einbruchsalarmen, elektrischen Relais und Feuerglocken verwendet. Elektromotoren sind im Grunde genommen Elektromagnete. Ihre Fähigkeit, vom nicht-magnetischen in den magnetischen Zustand zu wechseln, indem man einfach einen elektrischen Strom durch sie hindurchleitet, ermöglicht es, sie in vielen verschiedenen Gegenständen zu verwenden. Diese Fähigkeit wird in Relais genutzt.
Elektromagnete können auch zur Erzeugung von Elektrizität verwendet werden. Durch Hin- und Herbewegung eines Magneten vor dem Elektromagneten wird ein elektrischer Strom erzeugt.
Wenn Strom durch einen Draht fließt, erzeugt er ein Magnetfeld um den Draht. Normalerweise ist dieses Feld sehr schwach, so dass ein einzelner Draht kein Magnetfeld erzeugt, das stark genug ist, um Metallgegenstände aufzunehmen. In diesem Bild ist "I" der Strom und "B" das Magnetfeld.
Elektromagnet zieht Büroklammern an, wenn Strom angelegt wird und erzeugt ein Magnetfeld, verliert sie, wenn Strom und Magnetfeld entfernt werden
Warum Elektromagnete funktionieren
Elektromagnete funktionieren, weil sie, wenn Elektrizität durch einen Draht fließt, ein Magnetfeld um den Draht erzeugen. Die Richtung des Magnetfeldes kann mit Hilfe der Rechtshänderregel ermittelt werden. Das bedeutet, dass, wenn eine Person mit dem Daumen der rechten Hand in Richtung des Stroms zeigt, das Magnetfeld um den Draht herumgehen würde, so wie sich ihre Finger um den Draht wickeln würden.
Das von einem einzelnen Draht erzeugte Magnetfeld ist normalerweise nicht sehr stark. Um einen Elektromagneten herzustellen, wird der Draht normalerweise in viele Schleifen gewickelt, damit sich die Felder der einzelnen Drahtstücke zu einem stärkeren Magnetfeld addieren.
Fragen und Antworten
F: Was ist ein Elektromagnet?
A: Ein Elektromagnet ist ein temporärer und künstlicher Magnet, der nur dann magnetisch ist, wenn eine Drahtspule mit Strom durchflossen wird. Die Drahtspule wird Solenoid genannt.
F: Wie variiert die Stärke eines Elektromagneten?
A: Die Stärke des Magneten ist proportional zum Strom, der im Stromkreis fließt. Wenn Sie also den Strom erhöhen, wird der Magnetismus stärker.
F: Welche Teilchen sind für die Erzeugung von Elektrizität verantwortlich?
A: Elektrizität, die durch einen Draht fließt, besteht aus negativ geladenen Teilchen, den Elektronen.
F: Wer hat den Elektromagneten erfunden?
A: Der britische Elektriker William Sturgeon erfand den Elektromagneten im Jahr 1825.
F: Was macht einen Elektromagneten im Vergleich zu Permanentmagneten so nützlich?
A: Ein Elektromagnet ist nützlich, weil er leicht ein- und ausgeschaltet werden kann (mit Hilfe von elektrischem Strom), während ein Dauermagnet nicht ausgeschaltet werden kann und weiterhin seine unmittelbare Umgebung beeinflusst.
F: Wie stellt man einen Elektromagneten her?
A: Um einen Elektromagneten herzustellen, wird ein Kupferdraht um einen Eisenstab gewickelt. Die beiden Enden des Drahtes werden mit der + (positiven) und - (negativen) Seite der Batterie verbunden.
F: Wie reagieren verschiedene Legierungen unterschiedlich, wenn sie elektromagnetischen Feldern ausgesetzt werden?
A: Eisen hört sehr schnell auf, ein Elektromagnet zu sein, aber Stahl braucht Zeit, um sich abzunutzen.
