Nanotechnologie in der Schule - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

8 Ferrofluide, Magnetismus und Curie-Temperatur
Misst man nun das Magnetfeld B in Abhängigkeit vom äußeren Magnetfeld Baus der Zy-
linderspule, ergibt sich ein Zusammenhang, der in Abbildung 8.3 dargestellt ist:
Abb. 8.3: Das Magnetfeld B in Abhängigkeit vom externen Magnetfeld Baus [Tip09,
Abbildung 27.44, Seite 1077]
Ein „jungfräuliches“, ferromagnetisches Material wie beispielsweise Eisen startet im Null-
punkt. Das Magnetfeld B nimmt als Funktion vom externen Magnetfeld zu, bis es sich
bei P 1 einem Sättigungswert annähert. Dieser entsteht dadurch, dass alle magnetischen
Momente in dem Eisenzylinder parallel zueinander ausgerichtet sind. Oberhalb der Sätti-
gung nimmt B nur noch durch das Ansteigen von Baus zu. Verringert man anschließend
wieder das externe Magnetfeld, so geht das Magnetfeld des Zylinders nicht wieder auf null
zurück, sondern nimmt einen Remanenzwert Brem an. Man erhält auf diese Weise einen
Permanentmagneten, da dieser auch nach Entfernen des äußeren Magnetfeldes erhalten
bleibt.
Ganz ähnlich erreicht man auch einen Sättigungswert, indem man das äußere Magnetfeld
durch Umpolen des Spulenstroms umkehrt (P 2).
Diese Tatsache, dass die Magnetisierung von ferromagnetischem Material nach Ausschal-
ten des externen Magnetfeldes nicht verschwindet, also ein Teil der Weißschen Bezirke eine
bevorzugte Richtung aufweisen, stellt einen für ferromagnetische Materialien markanten
Effekt dar, den man Hysterese nennt. Wie man aus Gleichung (8.5) auf Seite 91 und Ab-
bildung 8.3 erkennen kann, ist µrel bei ferromagnetischen Stoffen nicht konstant.
Die Fläche, die sich innerhalb der Hysteresekurve befindet, ist proportional zu der Ener-
gie, die während eines vollständigen Ummagnetisierungsprozesses in Wärme umgewandelt
wird. Für kleine Flächen, also bei geringem Energieverlust bezeichnet man das Material als
magnetisch weich. Das Remanenzfeld Brem ist in diesem Fall sehr klein. Man erhält einen
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