Dauermagnet
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Ein Dauermagnet (auch: Permanentmagnet) ist ein Stück eines magnetisierbaren Materials, zum Beispiel Eisen, Kobalt oder Nickel, welches sein statisches Magnetfeld behält, ohne dass man (im Gegensatz zu Elektromagneten) laufend Energie zuführen muss.
Ein Dauermagnet kann durch die Einwirkung eines Magnetfeldes auf ein unmagnetisches, aber magnetisierbares Materials erzeugt werden. Durch ein abklingendes magnetisches Wechselfeld, Erwärmung über die Curie-Temperatur oder Stoßeinwirkung kann es wieder abmagnetsiert werden. Die bekannteste Form sind Ferritmagnete, z. B. als Pinnwand-Haftmagnet oder - mit Eisen-Polschuhen versehen - als Schranktür-Verschluss.
Die Hysteresiskurven von Dauermagneten sind eher breit und nähern sich einem Rechteck.
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[Bearbeiten] Kenngrößen
[Bearbeiten] Koerzitivfeldstärke HC
Die Feldstärke, die aufgewendet werden muss, um den Magneten vollständig zu entmagnetisieren (Flussdichte B=0). Schnittpunkt der Hysteresekurve mit der Achse der Feldstärke H. Je größer die Koerzitivfeldstärke, desto größer ist die Beständigkeit des Magneten gegen Entmagnetisierung durch äußere Felder.
[Bearbeiten] Remanenz BR
Die Flussdichte, die ohne äußeres Feld auftritt. Schnittpunkt der Hysteresekurve mit der Achse der Flussdichte B.
[Bearbeiten] Energiedichte BH
Die Energiedichte, auch Energieprodukt oder BH-Produkt, genannte Größe entspricht der maximal im Magneten gespeicherten magnetischen Energie bezogen auf sein Volumen.
[Bearbeiten] Maximale Betriebstemperatur
Während die Curietemperatur den Punkt des völligen, meist irreversiblen, Verlustes der Dauermagneteigenschaften angibt, ist für den praktischen Einsatz die maximale Betriebstemperatur, die meist deutlich unterhalb der Curietemperatur liegt, relevant. Bis zu dieser Temperatur können die Dauermagnete ohne nennenswerte irreversible Verluste betrieben werden.
[Bearbeiten] Dauermagnetmaterialien
[Bearbeiten] Stahl
Mit Stählen wurden früher Dauermagnete erzeugt. Sie sind aber relativ schwach und lassen sich sehr leicht entmagnetisieren.
[Bearbeiten] Ferrite
Ferritmagnete sind kostengünstig, aber relativ schwach. Typische Anwendung sind Haftmagnete und einfche kleine Gleichstrommotoren.
[Bearbeiten] Aluminium-Nickel-Kobalt (AlNiCo)
Diese Materialien sind bis 500°C einstzbar, haben aber eine relativ geringe Energiedichte und Koerzitivfeldstärke. Die Remanenz ist höher als bei den Ferritmagneten. Die Herstellung erfolgt durch Gießen oder pulvermetallurgische Verfahren. Sie haben eine gute Korrosionsbeständigkeit, sind aber zerbrechlich und hart.
[Bearbeiten] Samarium-Kobalt (SmCo)
SmCo ermöglicht starke Dauermagnete mit hoher Energiedichte und hoher Einsatztemperatur. Nachteilig ist der hohe Preis.
[Bearbeiten] Neodym-Eisen-Bor (NdFeB)
NdFeB ermöglicht sehr starke Magnete zu verhältnismäßig günstigen Kosten. Die Herstellung erfolgt über pulvermetallurgische Verfahren, heute aber vermehrt als kunststoffgebundene Magnete. Lange Zeit waren die Einsatztemperaturen auf 60-120°C begrenzt. Bei einigen neueren Entwicklungen werden Einsatztemperaturen bis 200°C angegeben.
[Bearbeiten] Anwendungen
[Bearbeiten] Mechanik
- Lagerungen
- Haftmagnete
- durch Wandungen hindurch wirkende Kupplungen
[Bearbeiten] Mechatronik
- Elektromotoren, z.B. selbsterregte Gleichstrommotoren, Läufer kleiner Synchronmotoren (Permanentmagnet-Synchronmotor, PMSM), Läufer elektronisch kommutierter Motoren
- Läufer kleinerer Generatoren (z.B. Fahrraddynamo)
- Feldmagnete von Lautsprechern und dynamischen Mikrofonen
- Betätigungsmagnete für Reedkontakte
- Felderzeugung in Drehspulmesswerken
- Dämpfung (Wirbelstrombremse) in Ferraris-Stromzählern
[Bearbeiten] Elektronik
- Feldmagnete für Zirkulatoren in der Höchstfrequenztechnik
- Korrekturmagnete an Bildröhren
- Feldmagnete von Magnetrons
