Die Eigenschaften von Dauermagneten

In diesem Artikel gehen wir auf die intrinsischen Eigenschaften ein – wie magnetische Induktion, Remanenz, Koerzitivfeldstärke und magnetische Permeabilität – die ihre Leistung und Lebensdauer bestimmen

Magnetische Induktion (B)

Magnetische Induktion beschreibt die Magnetisierung, die bestimmte Materialien – sogenannte ferromagnetische Materialien (Eisen, Kobalt, Stahl, Nickel) – erfahren, wenn sie in ein Magnetfeld, das sogenannte erzeugende Feld, eingebracht werden.
Die Magnetisierung kann mit dem Verschwinden des erzeugenden Feldes enden (z. B. bei Weicheisen), oder für längere Zeit bestehen bleiben, wie bei Stählen und bestimmten Legierungen. Die Magnetisierung entsteht durch die gleichgerichtete Ausrichtung der winzigen Magnetbereiche (magnetischen Domänen) im Material, die ohne äußeres Magnetfeld ungeordnet sind.
Die magnetische Induktion B charakterisiert sämtliche Eigenschaften eines Magnetfeldes.

Magnetische Remanenz (Br)

Die Remanenz Br misst die magnetische Induktion bzw. die magnetische Flussdichte, die in einem Magneten verbleibt, nachdem dieser magnetisiert wurde.
Einfach gesagt: Je höher dieser Wert, desto stärker ist der Magnet.

Koerzitivfeldstärke (Hc)

LDie Koerzitivität ist definiert als die Stärke des entgegengesetzten Magnetfeldes, die auf ein Material angewendet werden muss, um seine Magnetisierung nach vorheriger Sättigung vollständig aufzuheben.

Materialien mit hoher Koerzitivität werden als magnetisch hart bezeichnet und eignen sich als Dauermagnete.
Materialien mit niedriger Koerzitivität nennt man magnetisch weich – sie werden dort eingesetzt, wo schnelle Magnetfeldänderungen mit minimalem Energieverlust benötigt werden, wie z. B. in Motoren und Transformatoren.

Die Koerzitivfeldstärke Hc bezeichnet also die Feldstärke, die notwendig ist, um einen Magneten vollständig zu entmagnetisieren.
Anders gesagt: Je höher dieser Wert, desto besser kann ein Magnet seine Magnetisierung auch bei entgegengesetztem Magnetfeld behalten.

Man unterscheidet zwischen:

• bHc, bezogen auf die magnetische Flussdichte
• jHc, bezogen auf die Magnetisierung (Polarisation)

Wenn ein Magnet einem entmagnetisierenden Feld der Stärke bHc ausgesetzt wird, verschwindet seine Flussdichte. Der Magnet selbst ist dabei nicht vollständig entmagnetisiert, aber die von ihm erzeugte Flussdichte ist gleich groß und entgegengesetzt zur vom externen Feld erzeugten, sodass sie sich gegenseitig aufheben. Nur bei einer Feldstärke von jHc verliert der Magnet seine magnetische Polarisation vollständig – und damit auch seine Magnetisierung.
Die Feldstärke wird in A/m (Ampere pro Meter) gemessen).

Magnetische Permeabilität (μ)

Die magnetische Induktion B erzeugt eine magnetische Feldstärke H in einem zweiten Material, mit einer direkten Proportionalität durch einen materialspezifischen Proportionalitätsfaktor, die sogenannte magnetische Permeabilität μ.

B = μ × H Jedes Material besitzt daher einen spezifischen Wert der magnetischen Permeabilität – dieser ermöglicht die Klassifikation von Materialien basierend auf ihrem μ-Wert.

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