Elektromagnet vs. Permanentmagnet: Unterschied und Vergleich

Key Take Away

1. Ein Elektromagnet ist ein Magnet, der erzeugt wird, indem ein elektrischer Strom durch eine Drahtspule geleitet wird, wodurch ein Magnetfeld erzeugt wird.
2. Ein Permanentmagnet hingegen ist ein Magnet, der seine magnetischen Eigenschaften ohne ein äußeres Magnetfeld behält.
3. Elektromagnete können durch Steuern des Stromflusses ein- und ausgeschaltet werden, während Permanentmagnete immer „ein“ sind.

Was ist Elektromagnet?

Elektromagnet ist eine Art Magnet, bei dem ein Magnetfeld durch die Verwendung von Elektrizität oder elektrischem Strom erzeugt wird. Es funktioniert nach einem Prinzip des Stromkreisgesetzes von Ampere, das die Magnetfelder um eine geschlossene Schleife mit dem durch sie fließenden elektrischen Strom in Beziehung setzt. 

Die Beziehung zwischen Elektrizität und Magnetismus wurde erstmals im 19. Jahrhundert vom dänischen Wissenschaftler und Physiker Hans Christian Oersted entdeckt. Später schuf ein britischer Wissenschaftler namens William Sturgeon den ersten Elektromagneten aus Kupferdraht.

Elektromagnete lassen sich leicht herstellen, indem man einen isolierten Draht zu einer Spule um einen Weicheisenkern wickelt. Der verwendete isolierte Draht besteht aus Kupfer. Während der elektrische Strom durch sie fließt, verhalten sich Spulen wie ein Magnet und erzeugen ein starkes Magnetfeld um den Draht. Magnetfelder entstehen nur, wenn elektrischer Strom durch Spulen fließt. Sobald der Stromfluss gestoppt wird, hören die Magnetfelder auf. Die Stärke des Magnetfelds kann erhöht oder verringert werden, indem die durch die Spulen fließende Elektrizitätsmenge erhöht oder verringert wird. Die drei üblicherweise verwendeten Arten von Elektromagneten sind Widerstandsmagnete, Supraleiter und Hybridmagnete. 

Elektromagnete werden häufig in elektrischen Geräten wie Transformatoren, Motoren, Generatoren, elektrischen Klingeln, MRT-Geräten, Lautsprechern, Festplatten usw. verwendet.

Was ist Permanentmagnet?                                                                             

Permanentmagnete sind künstliche Magnete, die ihr Magnetfeld über einen langen Zeitraum ohne externe Quellen wie Elektromagnete erzeugen können. Die wichtigste Eigenschaft eines Magneten besteht darin, dass er ferromagnetisches Material anziehen kann, also Material, das einen gewissen Eisenanteil enthält und magnetisiert werden kann, wie etwa Eisen, Stahl, Nickel, Kobalt und deren Legierungen. 

Permanentmagnete werden hergestellt, indem ferromagnetisches Material in Mineralgesteinen auf extrem hohe Temperaturen erhitzt und gleichzeitig einem externen Magnetfeld ausgesetzt wird. Durch Abwechseln der Heiztemperatur können verschiedene Arten von Permanentmagneten hergestellt werden. Die am häufigsten verwendeten Permanentmagnete sind Ferrit-, Alnico-, Samarium-Kobalt- und Neodym-Magnete, auch bekannt als Neodym-Eisen-Bor (NdFeB), die stärkste Art von Permanentmagneten. 

Permanentmagnete spielen in der Technik eine wichtige Rolle und werden häufig in Geräten wie Kopfhörern, Lautsprechern, Mobiltelefonen, Sensoren, Kühlschrankmagneten, Festplatten, Autos usw. verwendet. Diese Magnete werden auch in vielen Krankenhausgeräten wie MRT-Scannern, Kratzoperationen usw. verwendet. Kompasse, Spielzeug, Kredit- oder Debitkarten, Audiokassetten, E-Gitarren usw.

Unterschied zwischen Elektromagnet und Permanentmagnet

1. Elektromagnete benötigen elektrischen Strom, um Magnetfelder zu erzeugen, während Permanentmagnete keine externe Quelle benötigen, sondern ihr eigenes Magnetfeld erzeugen. 
2. Elektromagnete bestehen aus weichen Materialien wie Weicheisen, während Permanentmagnete aus harten Materialien wie Stahl bestehen.
3. Das von Elektromagneten erzeugte starke Magnetfeld lässt sich leicht durch Veränderung des fließenden elektrischen Stroms einstellen, während die Stärke des von Permanentmagneten erzeugten Magnetfelds fest ist und nicht verändert werden kann.
4. Bei Elektromagneten ist die Polarität änderbar, bei Permanentmagneten hingegen nicht.
5. Elektromagnete können durch Entzug des elektrischen Stroms entmagnetisiert werden, wohingegen Permanentmagnete niemals entmagnetisiert werden können.

Vergleich zwischen Elektromagnet und Permanentmagnet

Vergleichsparameter	Elektromagnet	Dauermagnet
Magnetisierung	Sie sind vorübergehend magnetisiert	Sie sind dauerhaft magnetisiert
Werkstoff	Sie bestehen aus weichen Materialien	Sie bestehen aus harten Materialien
Stärke	Die Stärke des Magnetfelds kann leicht geändert werden	Die Stärke des Magnetfelds ist festgelegt
Polarität	Polarität der Elektromagnete kann geändert werden	Die Polarität von Permanentmagneten kann sich nicht ändern
Entmagnetisiert	Sie können entmagnetisiert werden, indem der elektrische Stromfluss gestoppt wird	Sie können nicht entmagnetisiert werden

Literaturhinweise

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/1608462
2. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6668/ab6fea/meta