Magnetismus

Fach Fach

Klasse 9

Autor Joker2017

Veröffentlicht am 26.12.2017

Schlagwörter

Magnet Pol Nordpol Südpol Magnetfeld Magnetschwebebahn Transrapid

Zusammenfassung

Dieses Referat erklärt den Begriff des Magnetismus und erklärt die wichtigsten Zusammenhänge. Des weiteren wird mit dem Beispiel der Magnetschwebebahn ein wichtiges Beispiel für die Nutzung des Magnetismus in der Technik gegeben.

Ein Magnet ist ein Objekt, das andere Gegenstände magnetisch anziehen oder abstossen kann. Einige Metalle haben magnetische Eigenschaften. Ein Magnet kann Objekte aus Eisen, Nickel und Kobald anziehen. Dauermagneten, sogenannte Permanentmagneten bestehen in der Regel aus Stahl oder Keramik und werden zum Beispiel in Kompassen, Messgeräten oder Computerteilen verwendet. Es gibt auch nicht permantente Magneten. Diese haben nur dann eine magnetische Wirkung, wenn eine elektrische Spannung angelegt wird und somit ein Strom durch sie fliesst. Hierdurch wird ein Magnetfeld erzeugt.

Bei Magneten wird zwischen dem Nordpol und dem Südpol an den Magnetenden unterschieden. An den Magnetpolen ist die magnetische Anziehungskraft am größten. In der Mitte des Magneten ist die magnetische Anziehungskraft am kleinsten. Für die magnetische Anziehung gilt folgendes Verhältnis: gleichpolig stösst sich ab, gegenpolig zieht sich an. Das bedeutet, dass der Nordpol eines Magneten den Nordpol eines anderen Magneten abstösst, während er den Südpol des anderen Magneten anzieht. Gleiches gilt natürlich auch umgekehrt.

Magnetismus ist bereits seit der Antike bekannt. Der Name Magnetismus kommt aus dem Griechischen. In Magnesia in Griechenland wurde der Magnetismus damals entdeckt. Es wurden zufällig Objekte mit magnetischen Eigenschaften gefunden. Die Bedeutung des Magnetismus war den Menschen in der Antike noch nicht bekannt. Ebensowenig, dass es Magnetismus nicht nur am Fundort Magnesia in Griechenland gab. Dennoch bekamen die Magneten von dort ihren Namen.

Die magnetischen Eigenschaften einiger Objekte faszinierten Forscher und Wissenschaftler gleichermassen. Eine korrekte Erklärung und den Zusammenhang zwischen Magnetismus und elektrischem Strom fanden Forscher jedoch erst im Laufe des 19. Jahrhunderts heraus.

Besonders faszinierend für Naturwissenschaftler ist das Magnetfeld der Erde. Die Naturwissenschaftler vermuteten, dass die magnetischen Eigenschaften der Erde daher kommen, dass im Erdinneren eine sehr grosse Menge Magma vorhanden ist. Magma ist heisses, flüssiges Gestein. Dieses Gestein bewegt sich, reibt aneinander und lädt sich aus diesem Grund elektrostatisch auf. Am Nordpol und am Südpol hat die Erde daher ein starkes Magnetfeld, welches Kompassnadeln anzieht.

Der Magnetismus findet heute in vielen Bereichen der Technik seine Anwendung. Ein besonderes Beispiel hierfür, ist die Magnetschwebebahn.

Eine Magnetschwebebahn ist eine Bahn, bei der die Züge nicht auf Schienen fahren, sondern aufgrund eines sehr starken Magnetfeldes in geringem Abstand über sie gleiten.

Aus diesem Grund können Magnetschwebebahnen eine sehr hohe Geschwindigkeit erzielen. Es gibt aufgrund der fehlenden Berührung von Zug und Schiene keine Reibungsverluste. Weitere Vorteile sind, dass keine Vermutzung durch Abrieb entsteht und dass eine Magnetschwebebahn recht leise ist.

Elektomagnete sorgen dafür, dass die Magnetschwebebahn schweben kann. Ein Elektromagnet hat erst magnetische Eigenschaften, wenn der Stromkreis geschlossen ist und eine Spannung anliegt. Nach Erzeugung des Magnetfeldes stossen sich der Zug und die Schienen ab. Dies hat zur Folge, dass der Zug schwebt. Ein Abstellen des Stroms, hat zur Folge, dass der Zug wieder auf den Schienen steht. Für die Vorwärtsbewegung des Zuges ist ein Motorensystem verantwortlich, welches ebenfalls mit Elektromagneten funktioniert.

Die Idee eine Schwebebahn zu bauen, entstand bereits Mitte der 30er Jahre. Zu dem Zeitpunkt war die Technik jedoch noch nicht soweit. Fast ein halbes Jahrhundert später wurde mit dem Bau von Magnetschwebebahnen zu Testzwecken begonnen. Ein berühmtes deutsches Beispiel für eine solche Magnetschwebebahn ist der Transrapid in Niedersachsen. Die Teststrecke war etwa 32km lang. Zunächst schienen die Tests erfolgreich zu sein, doch im Jahre 2006 ereignete sich mit dem Transrapid ein schweres Zugunglück, bei dem 23 Menschen ums Leben kamen. Aufgrund dieses Unglücks wurden keine weiteren Teststrecken erstellt.

Auf der Welt gibt es derzeit genau eine Magnetschwebebahn, sie verbindet die chinesische Stadt Shanghai und den Flughafen. Die knapp 30km lange Strecke wird hierbei in ungefähr 7 Minuten zurück gelegt.