Wie wird die Magnetstärke gemessen?

Ein Magnet ist jedes Objekt, das ein eigenes Magnetfeld erzeugt. Die Magnetstärke dieser Objekte kann von unmerklich schwachen Feldern bis hin zu unglaublich starken Feldern variieren, abhängig von einer Reihe von Eigenschaften. Magnete können in zwei verschiedene Gruppen eingeteilt werden: Permanentmagnete und Elektromagnete, und Nichtmagnete können entweder als ferromagnetisch, paramagnetisch oder diamagnetisch definiert werden. Ferromagnetische Materialien wie Eisen werden von Magneten stark angezogen, paramagnetische Materialien wie Aluminium werden von Magneten nur geringfügig angezogen und diamagnetische Materialien wie Kohlenstoff werden von Magneten schwach abgestoßen.

Permanentmagnete sind Objekte, die magnetisiert sind und für immer magnetisiert bleiben. Man kann einen Permanentmagneten herstellen, indem man eine harte ferromagnetische Substanz wie Harteisen, Magnetstein, Kobalt und eine Reihe von Seltenerdmetallen nimmt und stark magnetisiert. Weiche ferromagnetische Stoffe können ein temporäres Magnetfeld aufbauen, verlieren es jedoch relativ schnell. Elektromagnete hingegen bestehen aus Drahtspulen, die beim Durchfließen von Elektrizität ein Magnetfeld gewinnen, es jedoch sofort verlieren, wenn die Elektrizität aufhört.

Sie können entweder die gesamte magnetische Stärke eines Materials, bekannt als sein magnetisches Moment, oder seine lokale Stärke, bekannt als seine Magnetisierung, messen. Das magnetische Moment kann für einen Stoff berechnet werden, je nachdem, ob er einen Eigenmagnetismus oder einen durch elektrischen Strom verursachten Magnetismus enthält. Wenn der Magnetismus inhärent ist, kann die Größe jedes Elementarteilchens innerhalb des Materials gemessen und das Nettomoment bestimmt werden. Wenn es durch einen elektrischen Strom verursacht wird, muss man den Magnetismus der Elektronen verfolgen, die durch das Objekt fließen.

Die Magnetstärke wird im Allgemeinen auf kommerziellen Magneten als Messwert in Bezug auf die Gauss-Bewertung angegeben und kann mit einem Magnetometer gemessen werden. Es gibt zwei Haupttypen von Magnetometern, eine, die den Nettomagnetismus eines Objekts untersucht, bekannt als Skalar Geräte und ein anderes, das die Vektoren des Magnetismus verfolgen kann und die Stärke eines Magnetfelds in einer bestimmten Richtung angibt, bekannt als Vektorgeräte. Unterschiedliche Magnetometer arbeiten auf unterschiedliche Weise. Übliche Vektormagnetometer umfassen supraleitende Quanteninterferenzvorrichtungen, atomare SERFs und Fluxgates. Zu den üblichen Skalargeräten gehören Hall-Effekt-Magnetometer, Protonenpräzessions-Magnetometer und Drehspulen-Magnetometer.

Es ist wichtig zu beachten, dass die für einen Magneten angegebene Gauss-Bewertung oft nicht den Oberflächenmagnetismus des Objekts widerspiegelt. Im Allgemeinen spiegelt die Magnetstärke, wie sie für einen handelsüblichen Magneten berechnet wird, die Kernstärke des Magneten wider, die wesentlich stärker sein kann als die Oberflächenstärke, und sinkt, wenn Sie davonkommen. Zum Beispiel würde ein Magnet, der 3000 Gauss direkt von der Oberfläche des Magneten messen könnte, 2500 Gauss messen, wenn Sie sich auch nur ein bisschen vom Magneten entfernen. Aus diesem Grund bieten einige Hersteller alternative Messungen der Magnetstärke an, die den Menschen eine bessere Vorstellung davon geben, was sie bekommen.

In den letzten Jahren, als Seltenerd-Magnete für den Heimgebrauch populär wurden, wurde die Magnetstärke einfach in Form der Zugkraft angegeben, die sich darauf bezieht, wie viel Gewicht der Magnet ziehen kann, gemessen mit einem Pull-Tester. Es sollte auch beachtet werden, dass die Magnetstärke durch viele Bedingungen beeinflusst werden kann, einschließlich Elektrizität, Wärme und in einigen Fällen Feuchtigkeit. Die Magnetstärke nimmt auch exponentiell ab, wenn Sie sich von der Oberfläche entfernen, sodass ein Magnet, der direkt dagegen sehr stark ist, keine Anziehungskraft hat, wenn Sie sich entfernen.