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Permanentmagnete – Was ist ein Magnet? 06:21 min

Textversion des Videos

Transkript Permanentmagnete – Was ist ein Magnet?

Hallo und willkommen! An vielen Tafeln hängen sie, an Kühlschränken halten sie Fotos fest und manchmal verschließen sie sogar Portemonnaies. Überall findet man heutzutage Magnete! Ich will dir in diesem Video erklären, was einen Magneten ausmacht und warum Magnete eigentlich an der Kühlschranktür haften bleiben.

Videoübersicht

Dazu werde ich dir am Anfang verschiedene Bauformen von Magneten vorstellen. Danach werden wir uns ansehen, wie man Magnete überhaupt herstellen kann und was permanente und remanente Magnete sind. Und der letzte Punkt in diesem Video befasst sich mit der Frage wie man einen Magneten entmagnetisieren kann.

Stabmagnet und Hufeisenmagnet

Fangen wir also an. Die wohl einfachste Bauform eines Magneten ist der Stabmagnet. Wie jeder Magnet hat er einen Nordpol und einen Südpol, hier mit N und S abgekürzt. Meistens wird der Nordpol Rot und der Südpol Grün gekennzeichnet. Etwas komplizierter sieht der Hufeisenmagnet aus. Dieser wird auch U-Magnet genannt und ähnelt eben einem Hufeisen, beziehungsweise dem Buchstaben U. Nord- und Südpol befinden sich hier an den beiden Armen des Hufeisens.

Scheibenmagnet

Das hier ist ein Scheibenmagnet. Errätst du wo hier Nord- und Südpol liegen? Es gibt zwar mehrere Varianten, aber meistens sind die Pole hier geformt wie zwei runde Platten, die aufeinander liegen. Natürlich kann man sich Magnete in allen möglichen Bauformen denken, aber diese hier sind die häufigsten. Aber wie kann man eigentlich einen Magneten herstellen, und was bedeuten die Begriffe permanente und remanente Magnete?

Alles beginnt mit einem Stück Metall. Im Inneren können wir uns kleine Elementarmagnete als Modelle vorstellen. Zur besseren Anschaulichkeit wird ihr Nordpol in Rot und ihr Südpol in Grün dargestellt. Anfänglich sind diese Elementarmagnete ungeordnet. Sie zeigen in alle Richtungen und ihre Wirkungen heben sich gegenseitig auf. Doch hält man nun einen Magneten in die Nähe des Metallstücks, so wirken Kräfte auf die Elementarmagnete. Sie richten sich aus und ordnen sich. Das Metallstück wird selbst zum Magneten; es wurde magnetisiert.

Remanenter Magnetismus

Doch was passiert, wenn man den Magneten wieder von dem Stück Metall entfernt? Das hängt von dem Material ab. Bei einigen Materialien bewegen sich die Elementarmagnete und sind schnell wieder ungeordnet. Das Metallstück wirkt also nur magnetisch, solange ein anderer Magnet in der Nähe ist. Man spricht hierbei von vorübergehendem oder remanenten Magnetismus.

Ein Beispiel ist die Tür eines Kühlschranks. Hält man einen Magneten in ihre Nähe, so wird dir Tür magnetisiert und zieht den Magneten an, aber nur solange dieser in ihrer Nähe ist. Die Kühlschranktür selbst ist also ein Remanentmagnet. Es gibt aber auch Materialien, bei denen die Elementarmagnete sehr lange geordnet bleiben, auch wenn der Magnet schon lange nicht mehr in ihrer Nähe ist.

Magnetische Härte

Diese magnetisierten Metalle nennt man Permanentmagneten. Jeder Tafelmagnet und jeder Kühlschrankmagnet ist ein solcher magnetisierter Permanentmagnet. Hierbei gibt es den Begriff der magnetische Härte. Ein magnetisch hartes Material nennt man permanent magnetisch, also anhaltend. Magnetisch weiche Materialien sind remanent magnetisch, also nur vorübergehend magnetisiert.

Das Innere der Kühlschranktür besteht aus so einem magnetisch weichen Material. Die Tür ist nur solange magnetisch, wie ein anderer Magnet in ihrer Nähe ist. Wenn man nun so einen Permanentmagneten hat, gibt es eine Möglichkeit ihn zu entmagnetisieren? Also wieder ein unmagnetisches Stück Metall aus ihm zu machen? Ja, es gibt hierfür ein paar ganz einfache Methoden!

Entmagnetisierung

Alles was man tun muss, ist die Elementarmagnete des Metalls wieder durcheinander zu bringen. Hierzu kann man zum Beispiel die Temperatur erhöhen. Starke Erschütterungen schwächen auch die Magnetisierung von Magneten. Oder man kann andere Magnete nutzen um die Elementarmagnete in alle möglichen Richtungen auszurichten und das Metall zu entmagnetisieren.

Zusammenfassung zu Permanentmagneten

Fassen wir nochmal das gelernte zusammen: Wir haben uns die unterschiedlichen Bauformen von Magneten angesehen, vom Stabmagneten bis zum Scheibenmagnet. Danach haben wir uns angesehen wie man ein Stück Metall magnetisieren kann. Hierbei haben wir zwischen magnetisch harten und magnetisch weichen Materialien unterschieden.

Permanentmagnete bestehen aus magnetisch harten Materialien und sind nur sehr schwer wieder zu entmagnetisieren. Magnetisch weiche Stoffe hingegen werden sehr schnell entmagnetisiert. Sie sind meist nur so lange magnetisch, wie ein anderer Magnet in ihrer Nähe ist. Man spricht dabei von remanentem Magnetismus.

Wenn ihr einen alten Kühlschrankmagneten habt, könnt ihr ja mal versuchen ihn zu entmagnetisieren, bis der Magnet nicht mehr am Kühlschrank hält. Also viel Spaß dabei!

6 Kommentare
  1. Karsten

    Hallo Caro.02,

    am einfachsten ginge die Widerlegung mit einem dritten Magneten. Bei der Untersuchung von Magnet 1 und 2 mit Magnet drei, würden sich ja dann einmal gleichnamige Pole anziehen und beim anderen gleichnamige Pole abstoßen. Da ein einziges Gegenbeispiel zur Widerlegung ausreichend ist, wäre damit eine Verallgemeinerung deiner Aussage nicht mehr möglich.

    Liebe Grüße aus der Redaktion.

    Von Karsten Schedemann, vor 9 Tagen
  2. Default

    Ich habe eine Frage zu einer Übungsaufgaben aus dem Unterricht. Wenn man zwei unbeschriftete Stabmagnete nimmt und die beiden Enden, die sich anziehen in der selben Farbe färbt und die verbleibenden Enden in einer anderen Farbe, und man daraus folgt, dass sich gleichartige Magnetpole anziehen. Wie kann man dieser Aussage widerlegen?

    Von Caro.02, vor 10 Tagen
  3. Default

    Ich habe selten so gute Physikerklärungen gehabt. Es hat mir sehr geholfen. Danke!

    Von Arik Armbrust, vor 4 Monaten
  4. 520cf182674b8a1e5029ba3f9793f6b9

    Die Erklärung war kurz und sehr verständlich :) Besser als in meinem Buch. Danke!

    Von Ahmed A., vor etwa einem Jahr
  5. Default

    das Video hat mir sehr gut geholfen:)

    Von Freaktal Drums, vor mehr als einem Jahr
  1. Default

    hat geholfen

    Von Ma Elsner, vor mehr als 4 Jahren
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Permanentmagnete – Was ist ein Magnet? Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Permanentmagnete – Was ist ein Magnet? kannst du es wiederholen und üben.

  • Gib an, ob und wenn ja um welche Magneten es sich handelt.

    Tipps

    Ist in den Abbildungen jeweils ein Magnet dargestellt oder nicht?

    Woran kannst du das in der Abbildung erkennen?

    Finde für jede gezeigte Bauform den passenden Fachbegriff.

    Lösung

    Für Permanentmagnete sind drei Bauformen typisch: Stab-, Hufeisen- und Scheibenmagnet. Im Physikunterricht werden dir wahrscheinlich die ersten beiden häufiger begegnen, Scheibenmagnete sind hingegen oft im Alltag zu finden.

    Ob es sich bei einem Objekt um einen Permanentmagneten handelt oder nicht, kann man durch bloßes Draufschauen nicht entscheiden. Ausnahme sind hier manche Magneten in der Physiksammlung, die extra farbig angemalt und manchmal auch beschriftet sind (rot für den Nordpol, grün oder manchmal blau für den Südpol).

    In einer Abbildung erkennst du einen Magneten daran, dass er (mindestens) einen Süd- und einen Nordpol besitzt. Dies kann farbig dargestellt sein, wichtig ist aber die Angabe der Pole. Das ist auch wichtig, wenn du selbst Magneten zeichnest: Stabmagnete und Hufeisenmagnete haben ihre Pole an den beiden Enden, bei Scheibenmagneten liegen sie meist in der Mitte der Ober- und Unterseite. Pole sind übrigens die Stellen bei Magneten, wo der Magnet jeweils am stärksten ist.

  • Gib an, bei welchen Gegenständen es sich um Permanentmagnete handelt.

    Tipps

    Suche die drei typischen Bauformen von Magneten heraus.

    Sie sind magnetisch hart, also permanent magnetisch.

    Die anderen Objekte sind magnetisch weich, also remanent magnetisch.

    Lösung

    Zu den Permanentmagneten gehören der Stabmagnet, der Hufeisenmagnet und der Scheibenmagnet. Sie sind aus magnetisch harten Stoffen, verlieren also ihre Magnetisierung im Normalfall nur sehr langsam.

    Diese Permanentmagnete haften an allen Objekten aus magnetisch weichen Materialien. Dazu gehören Kühlschränke und Schultafeln (meistens). Sie werden so lange von dem Permanentmagneten magnetisiert, bis der Permanentmagnet wieder entfernt wird. Dann verlieren sie ihre remanente Magnetisierung.

    Experimentiere doch einfach mal mit deiner Kühlschranktür: Permanentmagnete haften an ihr, kleine Metallobjekte wie Büroklammern oder Nägel aber nicht. Diese werden aber wiederum von den Permanentmagneten angezogen, weil diese dauerhaft magnetisiert sind.

  • Erkläre, wie die magnetischen Eigenschaften eines unbekannten Objektes bestimmt werden können.

    Tipps

    Nicht alle magnetisierbaren Materialien sind magnetisiert.

    Magnetisierung kann je nach Material permanent oder remanent sein.

    Nicht magnetisierte Materialien können nicht zur Überprüfung einer Magnetisierung herangezogen werden.

    Lösung

    Magnetisierte Materialien (also Magnete) erkennt man an ihrer Wirkung auf magnetisierbare Objekte (Eisennägel, Eisenpfeilspäne, Metallkugeln, Büroklammern aus Metall und so weiter). Diese werden von magnetisierten Stoffen angezogen.

    Es gibt Materialien, die magnetisierbar sind. Sie enthalten Eisen, Kobalt oder Nickel. Sind solche Materialien nicht magnetisiert, interagieren sie nur mit anderen Magneten. Diese Magneten magnetisieren die Materialien (permanent oder remanent).

    Will man prüfen, ob ein magnetisierbares Material permanent magnetisierbar, also magnetisch hart ist, verwendet man das Prinzip der letzten Aufgabe: Man magnetisiert das Material, beispielsweise mit einem starken Permanentmagneten, und prüft anschließend, ob das Material nun selbst Eisennägel, metallische Büroklammern oder Ähnliches anzieht.

  • Beschreibe, wie ein Permanentmagnet entsteht.

    Tipps

    Die Elementarmagnete sind durch kleine farbige Kompassnadeln dargestellt.

    Ihre Position verändert sich nicht, aber sie können sich drehen.

    Unter welchen Umständen addiert sich die Wirkung der Elementarmagnete?

    Lösung

    Elementarmagnete sind in einem Material für gewöhnlich ungeordnet. Das heißt, im Inneren gibt es zwar magnetische Bereiche, nach außen ist das Material jedoch nicht magnetisch. Es besitzt keinen Nord- und Südpol.

    Sollen die Elementarmagnete geordnet werden, so müssen sie von außen durch einen starken Magneten dazu gebracht werden. Die Elementarmagnete zeigen dann alle in die Wirkungsrichtung des äußeren Magneten. Dadurch bildet das Material einen eigenen Nord- und Südpol aus. Es ist magnetisiert worden.

  • Beurteile die folgenden Aussagen zum Magnetisieren und Entmagnetisieren.

    Tipps

    Worin besteht der Unterschied zwischen magnetisch harten und weichen Materialien?

    Was bedeutet permanent und remanent magnetisiert genau?

    Was passiert beim Entmagnetisieren im Scheibenmagnet mit den Elementarmagneten? Ist dieser Prozess umkehrbar?

    Lösung

    Scheibenmagnete bestehen aus magnetisch harten Materialien. Sie werden im Herstellungsprozess magnetisiert und behalten diese Magnetisierung dauerhaft bei. Die Elementarmagnete in ihrem Inneren bleiben permanent geordnet.

    Diese permanente Magnetisierung ist nur schwer rückgängig zu machen. Durch große Temperaturen, mechanische Schockwirkung oder den Einfluss anderer starker Magnete können die Elementarmagnete jedoch auch wieder in den ungeordneten Zustand übergehen. Diese Entmagnetisierung verändert jedoch das Material nicht, die Elementarmagnete können jederzeit wieder ausgerichtete werden.

    Scheibenmagnete können damit magnetisch weiche Materialien, wie die in der Kühlschranktür, zeitweise magnetisieren. Diese Magnetisierung der Tür ist aber remanent. Die Ordnung der Elementarmagnete in der Tür bleibt nur solange erhalten, wie der Scheibenmagnet an der Tür haftet.

  • Erkläre, was beim beschriebenen Versuch mit dem Nagel passiert.

    Tipps

    Welche neue Eigenschaft besitzt der Eisennagel nach dem Versuch?

    Wie wurde dies ermöglicht?

    Welche Prozesse mussten sich dafür im Eisennagel abspielen?

    Lösung

    Nach dem Versuch von Nicole ist der Eisennagel permanent magnetisiert, also selbst ein Stabmagnet geworden. Dies funktioniert, weil er aus einem magnetisch harten Stoff besteht und somit dauerhaft magnetisiert werden kann.

    Um diesen Versuch richtig durchzuführen, ist es wichtig, immer nur von einer Seite über den Nagel zu streichen. Bewegt man den Stabmagneten hin und her, können sich die Elementarmagnete nicht in einer Richtung anordnen.

    Nach diesem Prinzip lässt sich übrigens auch mit einem geeigneten Draht und einem Permanentmagneten ein improvisierter Kompass basteln. Probiere das doch auch mal aus!