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Forum: HF, Funk und Felder Energieerhaltung Permanentmagnet?


Autor: Gast (Gast)
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Verliert ein Permanentmagnet irgendwie mit der Zeit Energie? Gesetz den 
Fall, man nähert ständig ein Stück Eisen an den Magneten und entfernt es 
wieder. Dabei verrichtet man Arbeit. Hat das irgendwelche Auswirkungen 
auf den Magneten? Wird dem Magnetfeld Energie entzogen?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Gast schrieb:

> Gesetz den
> Fall, man nähert ständig ein Stück Eisen an den Magneten und entfernt es
> wieder. Dabei verrichtet man Arbeit.

Nein.  Bei der Annäherung verrichtet der Magnet Arbeit, die du
anschließend wieder reinstecken musst, um den angezogenen Gegenstand
wieder zu entfernen.  Die Summe aller Energie im System bleibt damit
konstant.

(Dass u. U. je nach Magnet die Magnetisierung mit der Zeit nachlassen
kann, hat andere Ursachen.)

Autor: ggg (Gast)
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Und warum verliert ein Magnet mit der Zeit Kraft?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  ggg (Gast)

>Und warum verliert ein Magnet mit der Zeit Kraft?

Ist halt so wenn man alt wird ;-)

Autor: Thomas Burkhart (escamoteur)
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Kuck mal hier vielleicht wird Dir da was klarer

http://www.scienceblogs.de/diaxs-rake/2009/05/arte...

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
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Hi, ggg,

Du: "Und warum verliert ein Magnet mit der Zeit Kraft?"

Ich wüßte nicht, dass dieser Verlust sein müsse.

Ein Effekt der Schwächung: Ein Permanentmagnet besteht aus einer grossen 
Zahl von Einzelmnagneten. Ferromagnetisch sind Atome, die
a) in einem Gitter fest angeordnet sind und
b) infolge der Bahn eines Elektrons in der Elektronenhülle ein 
magnetisches Moment haben, das fest ausgerichtet ist gegenüber dem 
Gitter und damit gegenüber dem Gegenstand, den wir Magnet nennen.

Du kannst einem Magneten den Magnetismus nehmen auf mehrere Arten und 
Weisen:
1. Zermahle ihn in Staub. Der Staub wird Ketten bilden wie bei 
Eisenspänen im Magnetfeld - aber die Ketten schließen sich sofort 
wieder, und damit schwindet die gemeinsame Kraft nach außen.
2. Erhitze den Magneten, bis sich sein Atomgitter auflöst.
3. Lass ihn verrosten oder löse sein Gitter auf eine andere Art und 
Weise.
4. Setze ihn einem starken Magnetfeld aus. So wird Eisen magnetisch 
gemacht. Mit einem starken Wechselmagnetfeld kannst Du seine Ordnung 
auch durcheinander bringen.

Ciao
Wolfgang Horn

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Wolfgang Horn schrieb:

> Du: "Und warum verliert ein Magnet mit der Zeit Kraft?"
>
> Ich wüßte nicht, dass dieser Verlust sein müsse.

Daher schrieb ich ja oben auch, dass das sein kann.  Älteren
Magneten war das durchaus eigen.  Habe mir nie Gedanken gemacht,
was da mikrophysikalisch passiert dabei, wahrscheinlich das
Mikro-Äquivalent zum zermahlenen Magneten: einzelne Elementarmagnete
bewegen sich im Kristallgitter geringfügig (wir arbeiten ja nicht bei
einer Temperatur von 0 K), und heben sich dann in ihrer Wirkung
gegenseitig auf.  Aber wie gesagt, das ist pure Vermutung.

Autor: Gast2 (Gast)
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In diesem Zusammenhang stellt sich mir auch die Frage, wie das 
Erdmagnetfeld entsteht und wie es sein kann, dass sich dieses in der 
Erdgeschichte schon mehrmals umgepolt hat.

Autor: Gast (Gast)
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>> Gesetz den
>> Fall, man nähert ständig ein Stück Eisen an den Magneten und entfernt es
>> wieder. Dabei verrichtet man Arbeit.
>
>Nein.  Bei der Annäherung verrichtet der Magnet Arbeit, die du
>anschließend wieder reinstecken musst, um den angezogenen Gegenstand
>wieder zu entfernen.  Die Summe aller Energie im System bleibt damit
>konstant.

Wenn ich das Eisenstück langsam an den Magneten heranführe, dann übe ich 
eine Kraft gegen das Magnetfeld aus. Entferne ich den Gegenstand wieder, 
so übe ich noch mehr Kraft gegen das Magnetfeld aus. Der Magnet 
verrichtet in beiden Fällen Arbeit. Wie da die Energieerhaltung 
funktionieren soll, verstehe ich nicht.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Gast schrieb:

> Wenn ich das Eisenstück langsam an den Magneten heranführe, dann übe ich
> eine Kraft gegen das Magnetfeld aus.

Du verrichtest aber keine Arbeit, sondern du bist nur eine Bremse.
Du setzt die Arbeit, die der Magnet verrichtet, in Wärme um.
Wenn du den Berg herab steigst, verlierst du auch potenzielle
Energie, obwohl du dafür Kraft brauchst, runterzusteigen.

Unser Physikprofessor hatte mal so ein berühmtes Strichmännlein in
seiner Vorlesung, das schweißtriefend einen Sack trägt.  Seine
Bemerkung dazu: "Tut mir leid, meine Damen und Herren, aber im
physikalischen Sinne verrichtet dieser Herr hier keine Arbeit.  Die
Vektoren von Kraft und Geschwindigkeit stehen senkrecht aufeinander,
das Kreuzprodukt ist 0."  Nicht alles, was Muskelkraft benutzt, ist
auch physikalische Arbeit.

Du könntest deine Finger auch gegen eine andere Form von Bremse
ersetzen, und die Annäherung an den Magneten würde trotzdem noch
funktionieren.

Wenn du den Eisenkörper frei gegen den Magneten fallen lässt, wird
er von diesem beschleunigt und erhält folglich kinetische Energie
(die er beim Aufprall natürlich auch nur in Wärme umsetzen kann).
Bei diesem Vorgang ist die zugeführte Energie offensichtlicher als
bei deinem Beispiel mit der manuellen Bremsung.

Autor: Alex D. (allu)
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Das Erdmagnetfeld wird durch einen Elektromagneten erzeugt. Irgendwie 
kippt da etwa alle 6000 Jahre die Drehrichtung und schwupp vertauschen 
Süd- und Nordpol die Plätze.

Autor: gast (Gast)
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> Du verrichtest aber keine Arbeit, sondern du bist nur eine Bremse.
> Du setzt die Arbeit, die der Magnet verrichtet, in Wärme um.

Warum verrichtet der Magnet dabei Arbeit und ich nicht?

> Wenn du den Berg herab steigst, verlierst du auch potenzielle
> Energie, obwohl du dafür Kraft brauchst, runterzusteigen.

Egal ob ich den Berg hoch oder runterklettere. In beiden Fällen brauche 
ich dazu Energie. In beiden Fällen wird Energie in Wärme umgesetzt. 
Genauso müsste es doch auch beim Magneten sein?

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
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Hi,

aus wikipedia, Erdmagnetfeld: "Als Ursache des Erdmagnetfeldes gelten 
Konvektionsströme im äußeren flüssigen Erdkern, die durch den 
Temperaturunterschied zwischen dem festen inneren Erdkern und dem 
Erdmantel aufrechterhalten werden. Dabei handelt es sich um flüssiges 
Eisen mit insgesamt dem sechsfachen Mondvolumen. Gemäß dem 
dynamoelektrischen Prinzip wird durch die Bewegung der elektrisch 
leitfähigen Schmelze in einem schwachen Ausgangsmagnetfeld ein 
elektrischer Strom induziert, der seinerseits ein Magnetfeld aufbaut. Es 
führt zu einer verstärkten Induktion und erzeugt das Magnetfeld der 
Erde. Man spricht daher auch vom Geodynamo. Eine Fließbewegung im 3000 
km mächtigen Erdkern von wenigen Metern pro Jahr genügen, um das 
beobachtete Dipolmoment aufzubauen. Die Polarität des Magnetfelds hängt 
von der Orientierung des elektrischen Feldes ab. Simulationsrechnungen 
zeigen, dass es periodisch zu chaotischen Störungen kommt, die zu einer 
Umpolung des Magnetfeldes führen."

Ich war mal völlig verdattert nach der Frage: "Können wir einen 
Polsprung überleben? Das muss doch ein gewaltiges Erdbeben sein, wenn 
die Erde ihren Nordpol nach Süden dreht!"

Wikipedia nahm der Person ihre Sorgen. Sonst hätte ich ihr noch einen 
Trafo gezeigt mit 100 Polsprüngen pro Sekunde!


Ciao
Wolfgang Horn

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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gast schrieb:

> Warum verrichtet der Magnet dabei Arbeit und ich nicht?

Weil das die Definition mechanischer Arbeit ist, siehe das
Strichmännchen.  Der Physik ist es wurscht, ob du dich dabei
anstrengst oder nicht :), wenn die Kraft nicht in der Richtung
der Bewegung liegt, dann ist es physikalisch keine Arbeit.  In
Deinem Falle ist die Kraft entgegen der Bewegungsrichtung, damit
wird die von dir verrichtete Arbeit negativ: der Magnet verrichtet
also Arbeit.

> Egal ob ich den Berg hoch oder runterklettere. In beiden Fällen brauche
> ich dazu Energie. In beiden Fällen wird Energie in Wärme umgesetzt.

Nein.  Wenn du den Berg raufkletterst, wird nicht die komplette
Energie, die du umsetzt, als Wärme wieder abgegeben: einen Teil
behälst du als potenzielle Energie.  Die musst du auf dem Rückweg
ja auch nicht zwangsläufig in Wärme wandeln: du könntest dich
beispielsweise auf den Wagen einer kleinen Eisenbahn setzen, die
den Berg von oben runterrollt, und die mit einem elektrischen
Generator abgebremst wird, der einen Akku auflädt.  In diesem Falle
hättest du deine potenzielle Energie in elektrische gewandelt (und
danach in chemische).

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