Thema: Magnete


Sicherheitsregeln


Wo nutzt man Magnete?

An Schranktüren, an Kühlschränken, zur Fixierung, bei Namensschildern, an einer Pinwand und einer Magnettafel, bei elektronischen Geräte (Handy, Computer/Mac), im Induktionsherd, bei Handtaschen und Schmuck sowie im Geldbeutel, beim Messer-/Gewürzhalter oder Kartenhalter, in der Handytasche, als Lego-Magnet, zum Reinigen eines Aquariums, als Elektromotor, als Metalldetektor, im Rauchmelder, im Lautsprecher, in der Mikrowelle, im Kompass, ...

Fragen zu Beispielen

Frage 1: Was ist ein Bullenmagnet?

Frage 2: Welchen Vorteil kann ein magnetisierter Schraubenzieher haben?

Frage 3: Inwiefern hilft Magnetismus beim Abdichten von Kühlschränken?

Frage 4: Welchen Zweck erfüllt eine stark magnetisierte Schraube, die in den Vorratsbehälter für Schmieröl bei einem Automotor ragt? (Schwierige Frage!)

Antworten

Antwort 1: Ein Bullenmagnet ist ein Magnet in einem Plastik-Gestell. Er wird Bullen (und Kühen) in den Hals gesteckt, damit sie ihn verschlucken und er im Magen und Darm alle Eisenstücke (Nägel oder Draht von Zäunen) entfernt. Sie werden dann wieder mit dem Magneten ausgeschieden, anstatt ihn von Innen zu verletzen.

Antwort 2: Er hält Schrauben fest, damit sie nicht so leicht runterfallen.

Antwort 3: Durch das Heranziehen der Kühlschranktür an den Kühlschrank wird sie besser zugehalten und kann nicht aus Versehen einen Spalt offen stehen.

Antwort 4: Die Schraube hält Metallspäne fest, die beim Betrieb des Motors eventuell entstehen, und zieht sie aus dem Öl heraus.


Was wird von Magneten angezogen?

Nach einer Untersuchung verschiedenster Gegenstände kam heraus:
Nur Gegenstände aus Eisen, Kobalt und Nickel werden von Magneten angezogen.

Aufgaben

Aufgabe 1: Untersuche die untenstehenden Angaben auf Fehler.

Aufgabe 2: Ein Gegenstand steht in beiden Spalten. Erkläre dies unter der Annahme, dass das kein Fehler ist.

Es werden angezogen: Reißzwecke, Stromkabel, Büroklammer, Füller, Schwamm, Nagel, Münze
Es werden nicht angezogen: Reagenzglas, Schraube, Anspitzer, Englischheft, Tasse, DVD, Nagel, Zaun-Draht, Schokolade

Lösungen

Lösung 1: Fehler: Ein Schwamm wird nicht angezogen. Eine Münze auch nur, wenn sie Eisen enthält. Eine Schraube und ein Nagel wird meistens angezogen (wenn Eisen in ihnen ist). Zaun-Draht wird auch meistens angezogen.

Lösung 2: Nagel steht bei beidem. Das liegt daran, dass manche Nägel aus Eisen bestehen und andere nicht (z.B. aus Aluminium).


Pole von Magneten

Nach der Untersuchung von zwei Magneten kam heraus:
Unterschiedliche Pole (Nord und Süd) ziehen sich an und gleiche Pole (Nord und Nord oder Süd und Süd) stoßen sich ab (Polgesetz). Außerdem hat sich gezeigt, dass die Magnete an den Polen am stärksten sind.

Merksatz für die Pole:
Nordpol ist Rot.
Südpol ist Grün oder Blau.


Magnetfelder

Magnetfeldlinien für verschiedene Magnetformen:


Magnetformen


Elementarmagnete

Bringt man zwei Magnete an unterschiedlichen Polen zusammen, so verbinden sie sich zu einem gemeinsamen, größeren Magneten. Andersrum geht das auch: Teilt man einen Magneten in zwei, so haben beide wieder jeweils einen Nord- und einen Südpol.


Magnetisieren

Man kann einen Gegenstand aus Eisen (oder Cobalt oder Nickel) magnetisieren, indem man mit einem Magneten mehrmals in immer der gleichen Richtung darüber streicht. Dabei werden die kleinen Elementarmagnete in dem Gegenstand in die gleiche Richtung gebracht und bilden so einen gemeinsamen, größeren Magneten.

Durch starkes Erschüttern (klopfen) oder Erhitzen kann man den Gegenstand wieder entmagnetisieren. Dabei werden die Elementarmagnete nämlich wieder durcheinander gebacht und bilden keinen gemeinsamen Magneten mehr.


Kompass

Ein Kompass besteht im Wesentlichen aus ...

Man benutzt einen Kompass so:
1. Gerade halten. (Z.B: auf Handfläche)
2. Nadel beruhigen lassen.
3. Einnorden (drehen, bis N bei der Nadelspitze ist.)
4. Die Himmelsrichtungen ablesen und in die Richtung gehen.

Aufgaben

1) Nenne die Bauteile, aus denen ein Kompass mindestens besteht.

2) Beschreibe, was „einnorden“ bedeutet.

3) Ein freibeweglicher Magnet richtet sich von alleine in eine Richtung aus. Woran liegt das? Begründe es möglichst genau!

4) Beschreibe, wie man einen Kompass benutzt.

5) Zeichne ab und trage die Abkürzungen der Himmelsrichtungen ein. (Achtung: gedreht!)

Lösungen

1) Gehäuse, Nadel und Kompassrose.

2) "Einnorden" bedeutet, dass man den Kompass so dreht, dass das N der Kompassrose Richtung Norden zeigt.

3) Das liegt daran, dass der Nordpol des Magneten vom Nordpol der Erde angezogen wird (und der Südpol vom Südpol).

4) Siehe oben in der Beschreibung.

5)


Fragen zur Arbeit

Die folgenden Fragen zeigen dir, was wir in den letzten Stunden alles behandelt haben und was du für die Klassenarbeit können solltest.
- Lies die Fragen immer ganz genau.
- Beantworte die Fragen möglichst ausführlich! Manchmal musst du auch etwas zeichnen.
- Arbeite mit anderen zusammen, um die Fragen zu beantworten.
- Falls du keine Antwort findest oder dir unsicher bist, lies in deinen Notizen nach.


Beobachtungen bei einem Magneten
1. Welche Metalle werden von einem Magneten angezogen?
2. Wo ist die Kraft eines Magneten am stärksten?
3. Man nennt die Enden Nord- und Südpol, weil ...
4. Wie kann man herausfinden, welches der beiden Enden der Nordpol ist?
5. Nenne mindestens drei Beispiele, wo man Magnete verwendet.

Beobachtungen bei mehreren Magneten
6. Polgesetz: ... Pole stoßen sich ab, ... ziehen sich an.
7. Zeichne zwei Magnete, die sich anziehen. Trage auch N und S für die Nord- und Südpole ein.
8. Zeichne zwei Magnete, die sich abstoßen. Trage auch N und S für die Nord- und Südpole ein.
9. Zerbricht man einen Magneten in zwei, so ...

Magnetfelder
10. Pfeilmagnete richten sich um einen anderen Magneten auf eine bestimmte Art aus. Wie nennt man diesen Bereich?
11. Streut man Eisenspäne auf ein Blatt Papier, welches über einem Magneten liegt, so ...
12. Wie kann man vorgehen um die Magnetfeldlinien eines Magneten zu zeichnen?
13. Zeichne die Magnetfeldlinien eines Stabmagneten (also eines langen Magneten).

Elementarmagnete
14. Beschreibe, wie man einen Eisennagel magnetisch machen kann.
15. Beschreibe, wie man ihn wieder entmagnetisieren kann.
16. Erkläre beides mit dem Modell der „Elementarmagnete“ (Mini-Magnete) im Eisen.
17. Zeichne die Elementarmagnete in einem magnetisierten und in einem entmagnetisierten Eisenstück in Form von kleinen Pfeilen.

Kompass
18. Zeichne einen Kompass und nenne die Bauteile, aus denen ein Kompass mindestens besteht.
19. Ein freibeweglicher Magnet richtet sich von alleine in eine bestimmte Richtung aus. Woran liegt das?
20. Beschreibe, was „einnorden“ bedeutet.
21. Beschreibe, wie man einen Kompass benutzt.

Lösungen

Beobachtungen bei einem Magneten
1. Eisen, Cobalt und Nickel. (Man kann auch Kobalt mit K schreiben.)
2. An seinen Polen.
3. ... der Nordpol zum Nordpol der Erde zeigt und der Südpol zum Südpol der Erde.
4. Es gibt mehrere Möglichkeiten. Man könnte den Magneten zum Beispiel frei beweglich machen, indem man ihn auf eine Nadel stellt oder an einen Faden hängt. Der Nordpol wird sich dann zum Nordpol der Erde drehen. Eine andere Möglichkeit ist es, einen weiteren Magneten oder Kompass zu nehmen und ihn in die Nähe zu halten. Der Nordpol wird dann von dessen Südpol angezogen und umgekehrt.
5. Magnetwandtafel, Taschenverschluss, Schranktüren.

Beobachtungen bei mehreren Magneten
6. Polgesetz: Gleiche Pole stoßen sich ab, unterschiedliche ziehen sich an.
7.
8.
9. ... hat man zwei kleinere, aber vollständige Magneten. Beide haben nämlich wieder einen Nord- und einen Südpol.

Magnetfelder
10. Magnetfeld.
11. ...wird das Magnetfeld sichtbar, weil sich die Eisenspäne an den Feldlinien sammeln.
12. Man kann beispielsweise einen Kompass an verschiedenen Punkten um den Magneten stellen und jeweils die Richtung einzeichnen, in die er zeigt. So wird nach und nach das Magnetfeld sichtbar.
13.

Elementarmagnete
14. Indem man mit einem Magneten über den Eisennagel streicht. Dabei muss aber immer in die gleiche Richtung gestrichen werden.
15. Man muss ich erschüttern (klopfen) oder erhitzen.
16. Die Elementarmagnete (Mini-Magnete) in dem Eisennagel zeigen durch das Streichen alle in die gleiche Richtung. So bilden sie im Eisennagel gemeinsam einen großen Magneten. Durch erschüttern oder erhitzen bringt man sie wieder durcheinander.
17.

Kompass
18.
19. Das liegt daran, dass der Nordpol des Magneten vom Nordpol der Erde angezogen wird (und der Südpol vom Südpol).
20. "Einnorden" bedeutet, dass man den Kompass so dreht, dass das N der Kompassrose Richtung Norden zeigt.
21. Gerade halten. (Z.B: auf Handfläche); Nadel beruhigen lassen; Einnorden (drehen, bis N bei der Nadelspitze ist.); Die Himmelsrichtungen ablesen und in die Richtung gehen.