Informationen rund um Magnetismus

Magnete können nicht wie andere Konstruktionsteile beliebig konstruiert oder festgelegt werden. Die Dimensionierung von Polfläche zur Länge in Magnetisierungsrichtung muss ihren magnetischen Werten entsprechen.

Die höchste magnetische Energie ist dann vorhanden, wenn das Produkt von Remanenz B und Koerzitivfeldstärke H ein Maximum erreicht. Das ist der Fall, wenn sich unter der Entmagnetisierungskennlinie von B zu H das größtmögliche Quadrat bildet (siehe Bild 1).

Das Diagramm hat am Rand eine Skala für das Verhältnis von der Länge zum Durchmesser eines Magneten (L/D-Verhältnis).

Bei einer Magnetscheibe von 10 ø x 5 mm Dicke ist das L/D-Verhältnis 5:10 = 0,5. Zieht man von der 0,5 Marke eine Linie zum Nullpunkt, so ist der Schnittpunkt auf der Kennlinie des entsprechenden Magnetwerkstoffes der Arbeitspunkt (B x H) dieser Magnetscheibe.

Verbindet man diesen gefundenen Arbeitspunkt waagerecht mit der B-Achse und senkrecht mit der H-Achse, kann man die Remanenz und die Koerzitivfeldstärke ablesen.

Haben B und H die größtmöglichen Werte, liegt der Arbeitspunkt im (B x H) max.-Wert.

Bei einem "offenen" Magnet, der ohne Eisenrückschluss oder Eisenpole verwendet wird, sollte die Dimensionierung so gewählt werden, dass der Arbeitspunkt in der Nähe des (B x H) max.-Wertes liegt.

Wenn sich hinter dem Magnet ein Eisenrückschluss befindet, kann für eine ungefähre Wertabschätzung die Magnetlänge L im L/D Verhältnis verdoppelt werden. Das setzt voraus, dass die Dicke des Eisenrückschlusses so ausgelegt wird, dass keine magnetische Sättigung erfolgt.

Bei quadratischen oder nahezu quadratischen Magnetpolflächen kann die Polfläche nach dieser Formel umgerechnet werden:

Die Kurven für die verschiedenen Magnetwerkstoffe sind vereinfacht und ohne Temperaturcharakteristik dargestellt. Eine Temperaturänderung bewirkt eine Verschiebung des Arbeitspunktes auf der Kennlinie. Solange der Arbeitspunkt im linearen Bereich der Entmagnetisierungskennlinie bleibt, ändert sich die Induktion reversibel, d. h. nach Abkühlung kehrt der ursprüngliche Wert zurück. Andernfalls ist die Änderung der Induktion irreversibel und kann nur durch erneutes Aufmagnetisieren rückgängig gemacht werden.
Siehe rote Temperaturkennlinie T1 in Bild 1.