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FAQ - Fragen und Antworten

Wie kann ich ein möglichst homogenes Magnetfeld erzeugen?

Universitäten und Schulen fragen uns manchmal, wie sie für Experimente ein möglichst homogenes Magnetfeld erzeugen können. Bei einem homogenen Magnetfeld sind die Feldlinien parallel zueinander und das Magnetfeld ist überall gleich stark.
Um ein möglichst homogenes Magnetfeld zu erzeugen, empfiehlt es sich, zwei grosse Magnete nahe beieinander zu platzieren und ihre Rückseiten mit einem Eisenjoch zu verbinden. Im Spalt zwischen den Magneten herrscht dann ein einigermaßen homogenes Feld. Je kleiner der Spalt und je größer die Magnete, desto gleichförmiger wird das Feld werden.
Im oben abgebildeten Beispiel haben wir zwei KOLOSSE mit Seitenlänge 40 mm und Höhe 20 mm verwendet. Das Joch aus Stahl haben wir beim örtlichen Schmied in Auftrag gegeben. Die Magnete sind 10 mm voneinander entfernt und die magnetische Flussdichte zwischen den Magneten beträgt ca. 0,95 Tesla (= 9 500 Gauß).
Homogenes Magnetfeld im Luftspalt zwischen zwei großen Magneten
Warnung: Wenn Sie selber so einen "Hufeisenmagneten" bauen wollen, seien Sie bitte extrem vorsichtig beim Anbringen der Magnete! Diese haften nämlich viel lieber aneinander als am Eisenjoch. Es ist ziemlich schwierig, die Magnete mit Hilfe von Holzbrettern und diversen Schraubzwingen in die gewünschte Position zu bringen, ohne sich dabei zu verletzen.
Alternative Bauweise
Eine alternative, im Aufbau weniger gefährliche Bauweise könnte wie oben aussehen:
Legende:
1: Zwei Eisenteile
2: Ein Aluminium-Block zwischen den Eisenteilen, um den Abstand zwischen den beiden Teilen aufrechtzuerhalten. Dies kann natürlich auch ein anderes nicht ferromagnetisches Material sein wie Messing, Holz, Edelstahl, ...
3: Quadermagnet (oder mehrere)
4: In diesem Luftspalt bildet sich das mehr oder weniger homogene Magnetfeld zwischen den beiden Eisenteilen
Variante mit erhöhter Flussdichte bei kleinerem nutzbarem Raum.
Bei dieser Variante laufen die beiden Polflächen pyramidenförmig zusammen. Dadurch wird die Magnetflussdichte im Luftspalt entsprechend größer. Es können so Magnetflussdichten erzeugt werden, die deutlich größer sind, als diejenigen des verwendeten Magneten.