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Magnetische Feldlinien

Wie beim elektrischen Feld kann man sich auch das magnetische Feld mithilfe des Feldlinienmodells veranschaulichen. Umgibt man einen Magneten mit einer Vielzahl von Magnetnadeln, dann kann man anhand der Orientierung der Nadeln den Verlauf der magnetischen Feldlinien erkennen. Magnetische Feldlinien haben mit elektrischen Feldlinien eine Reihe von gemeinsamen Eigenschaften, unterscheiden sich von ihnen aber auch in wesentlichen Merkmalen.

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Kompass

Mithilfe eines Kompasses kann man sich auf der Erdoberfläche in Richtung Nord orientieren. Im Erdmagnetfeld richtet sich eine Magnetnadel entlang der Feldlinien aus. Dieser Sachverhalt wird zur Konstruktion des Kompasses genutzt.
Ein Kompass besteht aus einer frei beweglichen, leichtgängig gelagerten und magnetisierten Eisennadel, die sich meist in einem durchsichtigen Gehäuse befindet. Der äußere Rand des Gehäuses ist oft mit einem Vollkreis und einer Skaleneinteilung versehen.

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Magnetfeld der Erde

Unsere Erde ist ein großer Magnet. Allerdings ist die mittlere Stärke des Magnetfeldes der Erde relativ gering. Sie beträgt nur etwa 50 Mikrotesla. Trotz dieses geringen Wertes richtet sich eine frei bewegliche Magnetnadel entsprechend des Verlaufes der Feldlinien aus. Das kann zur Bestimmung der Himmelsrichtung mithilfe eines Kompasses genutzt werden.

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Magnetische Abschirmung

Bringt man einen geschlossenen ferromagnetischen Hohlkörper in ein Magnetfeld, dann kann man dieses Magnetfeld innerhalb des Hohlraumes nicht mehr oder kaum noch nachweisen. Der ferromagnetische Stoff schirmt das äußere Magnetfeld nahezu vollständig ab. Diesen Effekt bezeichnet man als magnetische Abschirmung.

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Anwendungen von Magneten

Sowohl Dauermagnete als auch Elektromagnete werden in vielfältiger Weise genutzt. Mit einem Kompass, dessen Nadel sich im Erdmagnetfeld ausrichtet, kann man die Himmelsrichtung bestimmen. Lasthebemagnete werden zum Transport von Blechen oder Schrott eingesetzt. Lautsprecher, Relais, Klingeln, Türgongs oder Sicherungsautomaten besitzen als wichtiges Bauteil einen Elektromagneten. Die elektrische Telegrafie wurde erst möglich, als man Elektromagnete nutzte. Das gilt auch für die Telefonie. Einige der genannten Beispiele sind in dem Beitrag ausführlich dargestellt.

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Magnetisches Feld

Der besondere Zustand des Raumes um Dauermagnete sowie um stromdurchflossene Leiter und Spulen, in dem auf andere Magnete oder Körper aus ferromagnetischen Stoffen Kräfte ausgeübt werden, wird als magnetisches Feld bezeichnet. Solche Magnetfelder können sehr unterschiedliche Formen und verschiedene Stärken haben. Magnetische Felder können wir mit unseren Sinnesorganen nicht erfassen, sie sind nur an ihren Wirkungen erkennbar. Das gilt insbesondere auch für das ständig vorhandene, relativ schwache Magnetfeld der Erde, die ein großer Dauermagnet ist.
Magnetfelder können wie andere Arten von Feldern mithilfe von Feldlinienbildern oder feldbeschreibenden Größen charakterisiert werden. Sie können auf andere Körper einwirken, können aber auch abgeschirmt werden.

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Dauermagnete

Als Dauermagnete oder auch Permanentmagnete bezeichnet man alle Körper, die ein intensives Magnetfeld erzeugen, ohne dass ein elektrischer Strom durch sie hindurchfließt.

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Magnetfeld der Erde

Unsere Erde ist ein großer Magnet. Allerdings ist die mittlere Stärke des Magnetfeldes der Erde relativ gering. Sie beträgt nur etwa 50 mT. Trotz dieses geringen Wertes richtet sich eine frei bewegliche Magnetnadel entsprechend des Verlaufes der Feldlinien aus. Da die geografischen Pole und die Magnetpole der Erde in grober Näherung eine ähnliche Lage haben, kann die Ausrichtung einer Magnetnadel zur Bestimmung der Himmelsrichtung mithilfe eines Kompasses genutzt werden. Das Feld in der Nähe der Erdoberfläche ähnelt dem eines Stabmagneten, in größerer Entfernung treten aufgrund des Sonnenwindes erhebliche Verformungen auf.
Die Lage der Magnetpole ist nicht konstant. In großen Zeiträumen können auch Umpolungen des Erdmagnetfeldes auftreten.

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