Die Nutzung magnetischer Kräfte ist aus dem Alltag kaum wegzudenken. Ob in der heimischen Kühlschranktür, einem Kernspintomografen oder einer Hubmaschine, die Gewichte von mehreren Hundert Tonnen scheinbar mühelos in der Schwebe hält - Magnete sind nahezu überall anzutreffen.

Die Experten der Zieger GmbH, eines führenden Vertretungspartners der Elektronikindustrie, schildern die Wirkungsweise moderner Magnete, deren innovative Weiterentwicklung zukunftsweisende Einsatzgebiete erschließen kann.

Magnetismus ist eine bedeutende Erscheinungsform des Elektromagnetismus, einer der vier fundamentalen Grundkräfte der Physik. Er zeigt sich in der Kraftwirkung zwischen Magneten und beweglichen elektrischen Ladungen. Wie hoch diese Kraftwirkung sein kann, lässt sich ansatzweise bei der Beobachtung eines Schrottplatzes erahnen - Magnetismus hebt ohne Probleme tonnenschwere Automobile an. Alle magnetischen Kräfte lassen sich letztlich auf die Bewegung elektrischer Ladungen zurückführen.

Im Alltag tritt Magnetismus in aller Regel als Ferromagnetismus von Eisen, Nickel und Kobalt sowie bestimmter Legierungen dieser Stoffe auf. Die atomare Struktur der magnetisierbaren Elemente verleiht ihnen starke und dauerhafte magnetische Eigenschaften.

Magnete werden in Dauermagnete und Elektromagnete unterschieden. In Dauermagneten sind die Atome eines magnetisierbaren Metalls so ausgerichtet, dass ein permanentes Magnetfeld aufrechterhalten wird. Sie sind weit verbreitet und werden beispielsweise in Lautsprechern, Messinstrumenten, Elektromotoren oder Computerfestplatten eingesetzt.

Fließt Strom durch einen elektrischen Leiter, entsteht um diesen herum ein magnetisches Feld. Diesen Effekt nutzen Elektromagneten. Sie bestehen aus Leiterspulen, an die Strom angelegt wird, wodurch sich ein Magnetfeld ausbildet.. Konventionelle Elektromagneten verstärken das durch Stromfluss entstehende Magnetfeld mittels eines Kerns aus magnetisierbarem Material. Fließt Strom, so richten sich die Atome im Kern neu aus. Die Magnetisierung des Spulenkerns verstärkt und lenkt das magnetische Feld des Elektromagneten.

Durch die Stärke des Stromflusses kann das Magnetfeld eines Elektromagneten reguliert werden. Insbesondere ist es möglich, die Magnetwirkung jederzeit ein- oder auszuschalten.

Diese Eigenschaft eröffnet Elektromagneten ein weites Feld vielfältiger und flexibler Einsatzmöglichkeiten. Sie finden sich etwa in Relais, Türöffnern, Zug-, Hub- und Stoßmagneten.

Modernste Hochleistungs-Elektromagnete verzichten auf einen magnetischen Kern, da dieser ihre maximale Feldstärke einschränkt. Sie werden aus elektrischen Supraleitern oder aus Kupferscheiben (Scheibenmagnet) hergestellt. Beide Varianten erzeugen eine sehr hohe Stromstärke und - dichte, durch die Magnetfelder entstehen, die im Dauereinsatz bis zur zehnfachen Feldstärke eines Elektromagneten mit ferromagnetischem Kern erzeugen. Kurzfristige Impulse können sogar weit höhere Feldstärken erreichen und werden häufig in der Materialforschung eingesetzt.

Supraleiter erreichen ihr maximales Stromleitpotential erst bei extrem niedrigen Temperaturen und müssen daher von Elementen gekühlt werden, die mit flüssigem Helium gefüllt sind. Scheibenmagnete verfügen über einen Leistungsbedarf von bis zu fünf Megawatt, der komplett in Wärmeenergie umgewandelt wird. Aus diesem Grund benötigen sie Flüssigkühlungen von erheblichem Umfang.

Elektromagnete auf Supraleiterbasis werden gegenwärtig für medizinische Zwecke, beispielsweise die Kernspintomografie eingesetzt. Zudem wären sie wesentlicher Bestandteil eines Kernfusionsreaktors, der sich derzeit noch nicht umsetzten lässt.

Für individuelle Problemstellungen, deren Lösung auf speziellen Magneten beruht, benötigen die meisten Unternehmen einen verlässlichen Technologiepartner. Die Zieger GmbH verfügt auf diesem Gebiet über eine langjährige Erfahrung, die sie gerne weitergibt.

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