Glossar

Glossar magnetischer Begriffe

Luftspalt

Eine nicht magnetische Unterbrechung in einem ferromagnetischen Kreis. Beispielsweise wird der Raum zwischen den Polen eines Magneten, auch wenn er mit Messing, Holz oder einem anderen nicht magnetischen Material gefüllt ist, dennoch als Luftspalt bezeichnet.

Amperewindungen pro Meter

Die MKSA-Einheit der Magnetisierungskraft, H. Das Ampèresche Gesetz definiert sie. Die Ampèrewindungen gelten pro Meter magnetischer Weglänge.

Anisotrop

Materialien haben eine bevorzugte Ausrichtung. Anisotrope Magnete werden während des Herstellungsprozesses in einem starken Magnetfeld ausgerichtet. Sobald die bevorzugte Richtung festgelegt ist, kann sie nicht mehr geändert werden.

B/H-Kurve

Die Kurve ergibt sich aus der Auftragung des Wertes B (Induktion) gegen H (angelegtes Magnetfeld). Die Kurve beschreibt die Eigenschaften des magnetischen Materials.

(BH)max (Maximales Energieprodukt)

Das maximale Energieprodukt am Punkt der B/H-Kurve mit der höchsten Festigkeit. Dies wird als MGOe oder Mega-Gauss-Oersted angegeben. Anhand dieser maximalen Festigkeit wird die Materialgüte bestimmt, z. B. N35, N42, N48 usw.

CGS

Zentimeter-Gramm-Sekunde-System, das älteste Einheitensystem und das zur Darstellung von Pulverkerndaten verwendete. Es werden nur die Einheiten für Magnetisierungskraft, magnetische Flussdichte, Länge, Masse und Zeit verwendet.

Koerzitivkraft (Hc)

Der Widerstand eines Magneten gegenüber entmagnetisierenden Kräften, sobald ein entgegengesetztes Magnetfeld angelegt wird, um den Restmagnetismus zu entfernen.

Curie-Temperatur

Die Temperatur, bei der ein Magnet alle seine magnetischen Eigenschaften verliert.

Entmagnetisierungskurve

Der Teil der Hystereseschleife, der zwischen dem Remainduktionspunkt Br und dem Koerzitivkraftpunkt Hc (Normalkurve) bzw. Hci (Intrinsische Kurve) liegt. Punkte auf der Normalkurve werden durch die Koordinaten Bd und Hd gekennzeichnet.

Entmagnetisierungskraft

Eine Kraft, die auf den Magneten wirkt, führt dazu, dass dieser leicht oder vollständig entmagnetisiert wird. Zu diesen Kräften können eine magnetisierende Kraft in entgegengesetzter Richtung, Stöße, Temperatur und Vibrationen gehören.

Entmagnetisiert

Ein Materialzustand, bei dem ein schwingendes Wechselfeld die Remanentinduktion auf oder nahe Null reduziert hat. Ein schwingendes Wechselfeld ist ein kontinuierlich abnehmendes sinusförmiges Feld. Ein gepulstes Gleichfeld kann eine grobe Entmagnetisierung erreichen, allerdings mit großem Aufwand und mit lokaler Restmagnetisierung.

Maßtoleranz

Die Gesamtabmessung kann zwischen den oberen und unteren Grenzwerten variieren. Toleranzen dienen dazu, die Abweichungen in einem gefertigten Teil zu kontrollieren.

Wirbelstromverlust

Kernverluste entstehen durch den elektrischen Widerstand des magnetischen Materials und die im Material induzierten Spannungen. Wirbelströme sind umgekehrt proportional zum Materialwiderstand und proportional zur Änderungsrate der Flussdichte. Wirbelstrom- und Hystereseverluste sind die beiden Hauptfaktoren für Kernverluste. Mit zunehmender Frequenz dominieren Wirbelstromverluste in Pulverkernen.

Elektromagnet

Ein Magnet wird durch Stromfluss durch einen Leiter gebildet. Der elektrische Leiter kann aus Draht, Kupferplatte oder Folienstreifen bestehen und aus einem durchlässigen Material wie Stahl bestehen, um das Feld an die gewünschte Position zu leiten. Das Magnetfeld besteht nur, solange Strom durch die Spule fließt.

Ferromagnetisches Material

Ferromagnetische Materialien können in Kontakt mit einem Magneten magnetischen Fluss übertragen und bestehen üblicherweise aus Stahl. Diese Materialien können als Magnet wirken, bis das magnetische Material entfernt wird.

Fluss

In der Magnetik das magnetische Feld. Fluss impliziert Strömung, was in der Magnetik nicht der Fall ist. Das heißt, niemand hat einen magnetischen „Fluss“ gemessen. Fluss wird konzeptionell als „magnetische Kraftlinien“ dargestellt. Die Flussdichte wird in Gauss oder Tesla gemessen.

Flussdichte

Magnetisch (B) – Das grundlegende magnetische Kraftfeld. „Fluss“ bedeutet fließen (z. B. um einen stromführenden Leiter) und „Dichte“ bezieht sich auf die Anwendung in einem geschlossenen Bereich und das Faradaysche Gesetz zur Bestimmung der induzierten Spannung. Wird auch „Induktionsfeld“ genannt. Nach dem Faradayschen Gesetz ist die MKSA-Einheit der Flussdichte eine Voltsekunde pro Quadratmeter pro Umdrehung oder „Tesla“. (Die CGS-Einheit der magnetischen Flussdichte ist Gauß. Pro Tesla gibt es 10.000 Gauß.)

Flussmesser

Ein Instrument, das die Veränderung der Flussverkettung mit einer Suchspule misst. Der durch die Relativbewegung zum Magneten verursachte Strom in der Suchspule wird integriert (totalisiert). Die Verwendung einer kalibrierten Spule ermöglicht die Berechnung von Feld- und Magneteigenschaften.

Gauss

Die Einheit der magnetischen Induktion, B, im CGS-Elektromagnetsystem. Ein Gauss entspricht einem Maxwell pro Quadratzentimeter oder 10-4Tesla.

Gaussmeter

Ein Instrument, das den Momentanwert der magnetischen Induktion B misst. Sein Funktionsprinzip basiert normalerweise auf einem der folgenden: dem Hall-Effekt, der Kernspinresonanz (NMR) oder dem Drehspulenprinzip.

Hystereseschleife

Das vollständige 4-Quadranten-Diagramm zeigt die Beziehung zwischen der Induktion eines magnetischen Materials und einem angelegten Magnetfeld. Der erste Quadrant der Schleife stellt die Magnetisierungskurve dar, der zweite die Entmagnetisierungskurve.

Hysterese

Die Eigenschaft eines magnetischen Materials, aufgrund derer die magnetische Induktion bei gegebener Magnetisierungskraft von den vorherigen Magnetisierungsbedingungen abhängt.

Intrinsische Koerzitivkraft (Hci)

Der Widerstand eines Magnetmaterials gegen Entmagnetisierung. Er entspricht der Entmagnetisierungskraft, die die Eigeninduktion Bi im Material nach der Sättigung auf Null reduziert; gemessen in Oersted.

Irreversible Verluste

Teilweise Entmagnetisierung des Magneten, verursacht durch hohe oder niedrige Temperaturen, externe Felder, Stöße, Vibrationen oder andere Faktoren. Die Verluste können nur durch erneutes Magnetisieren behoben werden.

Isotropes Material

Ein Material, das entlang jeder Achse oder Richtung magnetisiert werden kann. Gegenteil von anisotropen Magneten.

Streufluss/Streufeld

Der Teil des Magnetflusses, der aufgrund eines Nebenschlusses zum Gegenpol nicht durch den Luftspalt oder den nutzbaren Teil des Magnetkreises fließt. Siehe auch Randfeld.

Ladelinie

Die Linie vom Ursprung der Entmagnetisierungskurve mit der Steigung des B/H-Verhältnisses. Der Schnittpunkt stellt den Betriebspunkt des Magneten dar.

Magnet

Ein Stück Eisen, dessen Atome so ausgerichtet sind, dass es magnetische Eigenschaften aufweist. Dadurch kann das Material andere eisenhaltige Materialien anziehen oder sich in einem externen Magnetfeld ausrichten.

Magnetische Montage

Eine Kombination aus magnetischen und/oder nichtmagnetischen Materialien, einschließlich des Permanentmagneten zur Flusserzeugung. Diese Kombination spezifischer Materialien soll eine definierte magnetische Lösung bieten.

Magnetkreis

Ein oder mehrere geschlossene Pfade mit magnetischem Fluss. Der magnetische Kreis entspricht einem elektrischen Kreis.

Magnetische Energie

Das Produkt aus der Flussdichte (B) in einem magnetischen Kreis und der (Ent-)Magnetisierungskraft (H), die zum Erreichen dieser Flussdichte erforderlich ist.

Magnetische Feldstärke (H)

Das Maß der vektoriellen magnetischen Größe, das die Fähigkeit eines elektrischen Stroms oder magnetischen Körpers bestimmt, an einem bestimmten Punkt ein Magnetfeld zu induzieren; gemessen in Oersted.

Magnetischer Fluss

Ein konstruiertes, aber messbares Konzept, das sich entwickelt hat, um den „Fluss“ eines Magnetfelds zu beschreiben. Im Gegensatz zu elektrischem Strom, bei dem Elektronen fließen, ist ein Magnetfeld das Ergebnis des Energiezustands einer Reihe magnetischer Domänen. Konzeptionell könnte man sich vorstellen, dass die sequentielle Änderung des Energiezustands infolge eines angelegten Feldes einen „Fluss“ darstellt.

Magnetische Induktion (B)

Das durch die Feldstärke H induzierte Magnetfeld. Es ist die Vektorsumme der magnetischen Feldstärke und der daraus resultierenden intrinsischen Induktion an jedem Punkt innerhalb der Substanz. Die magnetische Induktion ist der Fluss pro Flächeneinheit senkrecht zur Richtung des magnetischen Pfades.

Magnetisierende Kraft oder Feld (H)

Ein angelegtes Magnetfeld dient dazu, ein anderes Material zu magnetisieren. Dies kann durch Stromfluss durch eine Drahtspule oder durch Permanentmagnete zur Erzeugung des angelegten Feldes erfolgen.

Materialqualität

Magnete werden nach ihrer Stärke klassifiziert. In der Regel gilt: Je höher die Zahl, desto stärker der Magnet. Neodym-Magnete (NdFeB) gibt es beispielsweise in den Klassen N35 bis N55. Das Energieprodukt eines Magneten wird in der Einheit Gauß-Oersted angegeben. Bei der Wahl der richtigen Magnetklasse für eine bestimmte Anwendung müssen das erforderliche Magnetfeld, die Kosten, die Größe, die Betriebstemperatur, Beschichtungen und die Wechselwirkung mit anderen Materialien berücksichtigt werden.

Maximales Energieprodukt ((BH)max)

Das maximale Energieprodukt am Punkt der B/H-Kurve mit der höchsten Festigkeit. Dies wird als MGOe oder Mega-Gauss-Oersted angegeben. Anhand dieser maximalen Festigkeit wird die Materialgüte bestimmt, z. B. N35, N42, N48 usw.

Maxwell

Die Einheit des magnetischen Flusses im Zentimeter-Gramm-Sekunde-System (CGS). Ein Maxwell ist eine magnetische Flusslinie.

MGOe

Mega (Million) Gauss Oersted ist eine Maßeinheit, die typischerweise zur Angabe des maximalen Energieprodukts für ein bestimmtes Material verwendet wird.

Nordpol

Der Pol eines Magneten, der zum magnetischen Nordpol der Erde zeigt. Alle Magnete haben einen Nord- und einen Südpol.

Oersted

Die Einheit der magnetischen Feldstärke, H, im CGS-Elektromagnetsystem. Ein Oersted entspricht einer magnetischen Durchflutung von einem Gilbert pro Zentimeter Flussweg. Ein Oersted x 0,0796 = ein kA/m.

Offener Stromkreis

Ein offener Stromkreis liegt vor, wenn ein Magnet allein ist und aufgrund des Materials mit hoher Permeabilität keinen Rückflusspfad hat.

Betriebslinie

Die Betriebslinie für einen gegebenen Permanentmagnetkreis ist eine Gerade, die durch den Ursprung der Entmagnetisierungskurve verläuft und eine Steigung von negativem Bd/Hd aufweist. Obwohl die Steigung negativ ist, werden die Werte üblicherweise als Absolutwert angegeben.

Betriebspunkt

Der Punkt auf einer Entmagnetisierungskurve, der durch die Koordinaten (Bd/Hd) definiert ist, oder der Punkt innerhalb der Entmagnetisierungskurve, der durch die Koordinaten (Bm, Hm) definiert ist.

Orientierung

Bei einem anisotropen Magneten ist dies die Richtung, in der das Magnetfeld fließt. Die Ausrichtung anisotroper Magnete wird während des Herstellungsprozesses festgelegt und sie können nur in dieser spezifischen Richtung magnetisiert werden.

Paramagnetismus

Eine Form des Magnetismus, bei der bestimmte Materialien von einem extern angelegten Magnetfeld angezogen werden und intern induzierte Magnetfelder in Richtung des angelegten Magnetfelds bilden.

Permanentmagnet

Ein Magnet, der seinen Magnetismus auch nach Entfernung aus einem Magnetfeld behält. Im Gegensatz zu einem Elektromagneten, der Strom benötigt, um ein Magnetfeld aufzubauen, bleibt ein Permanentmagnet auch ohne äußeres Feld eingeschaltet.

Permeanz (P)

Ein Maß für den Fluss durch ein bestimmtes Material oder einen bestimmten Raum. Es handelt sich um den Kehrwert der Reluktanz R, gemessen in Maxwell pro Gilbert.

Permeanzkoeffizient (Pc)

Wird auch Lastlinie, B/H oder Betriebssteigung genannt. Der Permeanzkoeffizient ist die Linie auf der Entmagnetisierungskurve, an der ein bestimmter Magnet arbeitet. Er hängt sowohl von der Form als auch von der Umgebung des Magneten ab. Dieser Wert gibt an, wie schwer es den Feldlinien fällt, vom Nordpol zum Südpol des Magneten zu gelangen.

Beschichtung

Die Schutzschicht eines Magneten. Neodym-Magnete benötigen eine Beschichtung zum Schutz vor Korrosion, da sie größtenteils aus Eisen bestehen. Je nach Anwendung und Umgebung ist die Wahl der richtigen Beschichtung ebenso wichtig wie die Wahl des richtigen Magnetmaterials.

Polarität

Der Nord- und Südpol des Magneten.

Zugkraft

Die Kraft, die erforderlich ist, um einen Magneten senkrecht zur Oberfläche von einer flachen Stahlplatte zu lösen. Dies bestimmt die Haltekraft des Magneten.

Relative Permeabilität

Die Durchlässigkeit eines Materials im Vergleich zur Durchlässigkeit des freien Raums. Dies wird üblicherweise als Materialdurchlässigkeit bezeichnet.

Zurückhaltung

Ein Maß für den relativen Widerstand eines Materials gegen den Durchgang eines Flusses, der durch Division der magnetomotorischen Kraft durch den magnetischen Fluss berechnet wird.

Remainduktion (Br oder Flussdichte)

Die magnetische Induktion, die einer Null-Magnetisierungskraft in einem magnetischen Material nach der Sättigung in einem geschlossenen Stromkreis entspricht; gemessen in Gauss oder Tesla.

Rückweg

Leitungselemente in einem Magnetkreis, die einen Pfad mit geringer Reluktanz für den Magnetfluss bereitstellen.

Sättigung

Der Zustand eines Magneten, bei dem eine Erhöhung der Magnetisierungskraft keine weitere Vergrößerung des magnetischen Materials bewirkt. Wenn dieser Zustand erfüllt ist, haben alle magnetischen Momente die gleiche Ausrichtung. Ein Magnet sollte immer bis zur Sättigung magnetisiert sein.

Gesintert

Gesintert: Ein gesinterter Magnet ist verdichtetes Pulver, das dann wärmebehandelt wird, um die volle Dichte und Ausrichtung zu erreichen.

Südpol

Der Pol eines Magneten, der zum magnetischen Südpol der Erde zeigt. Alle Magnete haben einen Nord- und einen Südpol.

Weichmagnetisches Material

Geformtes Stück ferromagnetischen Materials, das nach der Magnetisierung sehr leicht entmagnetisiert werden kann, d. h. es ist eine geringe Koerzitivkraft erforderlich, um den entstandenen Magnetismus zu entfernen. Im Allgemeinen wird eine Koerzitivfeldstärke von weniger als 300 Oersted (24 kA/m) angenommen, obwohl die meisten in Induktoren verwendeten weichen Materialien Koerzitivfeldstärken von unter 10 Oersted aufweisen.

Stabilisierung

Dabei wird ein vollständig gesättigter Magnet oder eine Magnetbaugruppe einer erhöhten Temperatur oder einem externen Magnetfeld ausgesetzt, um ihn auf ein vorbestimmtes Niveau zu entmagnetisieren. Nach der Stabilisierung durch diesen Prozess sollte der Magnet bei erneuter Entmagnetisierung keinen weiteren Verschleiß erleiden, was irreversible Verluste verhindert.

Oberflächenfeld

Die magnetische Feldstärke an der Oberfläche des Magneten, gemessen mit einem Gaußmeter.

Temperaturkoeffizient

Ein Faktor, der zur Berechnung der Abnahme des magnetischen Flusses bei steigender Betriebstemperatur verwendet wird. Dieser Verlust wird durch eine Senkung der Betriebstemperatur ausgeglichen. Das Verständnis der Temperaturanforderungen einer Anwendung ermöglicht die richtige Auswahl des Magnetmaterials.

Tesla

MKSA (SI)-Einheit für die magnetische Flussdichte, definiert durch das Faradaysche Gesetz. Ein Tesla entspricht einer Voltsekunde pro Quadratmeter und Umdrehung. Ein Tesla entspricht 10.000 Gauß.

Weber

Die praktische Einheit des magnetischen Flusses. Es handelt sich um die Menge des magnetischen Flusses, die bei gleichmäßiger Verbindung mit einem elektrischen Strom mit einer Windung über einen Zeitraum von 1 Sekunde in diesem Stromkreis eine elektromotorische Kraft induziert.