Elektromagnete – Aufbau und Funktion

Was ist ein Elektromagnet?

Du hast sicher schon viel über Magnete gelernt. Aber weißt du auch, was ein Elektromagnet ist und wie er sich von einem Permanentmagnet unterscheidet? Das wollen wir uns im Folgenden anschauen.

Elektromagnet – Aufbau und Funktion

Um einen einfachen Elektromagnet zu bauen, benötigen wir nur zwei Dinge: einen leitfähigen Draht und eine Energiequelle, wie zum Beispiel eine Batterie. Wenn wir den Draht an die Batterie anschließen, sorgt die Spannung für einen Stromfluss. Der elektrische Strom hat auch eine magnetische Wirkung. Das kannst du zum Beispiel mit einer Kompassnadel überprüfen: Wenn du sie nahe an den Draht hältst, richtet sie sich aus.

Allerdings ist die magnetische Wirkung sehr schwach. Für einen richtigen Elektromagnet müssen wir sie noch verstärken. Das geht, indem wir einen Teil des Drahts zu einer Spule aufwickeln.

Die magnetische Wirkung der Spule kann schon groß genug sein, um leichte metallische Objekte anzuziehen – wie zum Beispiel Büroklammern, Tackernadeln oder kleine Nägel. So haben wir also schon einen Magnet gebaut, der mit elektrischem Strom funktioniert – einen Elektromagnet.

Wenn wir den Draht nicht einfach so zu einer Spule wickeln, sondern ihn um einen Eisenkern wickeln, ist die magnetische Wirkung sogar noch stärker. Dann reicht sie schon dazu aus, schwerere Objekte wie Gabeln oder Löffel anzuziehen.

Und was sind nun die Unterschiede zu einem Permanentmagnet?

Elektromagnet – Vor- und Nachteile

Elektromagnete haben einige Vorteile, aber auch Nachteile gegenüber Permanentmagneten. Elektromagnete haben nur dann eine magnetische Wirkung, wenn durch sie ein Strom fließt. Wir können sie also ausschalten und das geht bei einem Permanentmagnet nicht. Andererseits kostet der Stromfluss auch Energie und das ist ein Nachteil, wenn wir Energie sparen möchten. Der Permanentmagnet ist immer magnetisch, ohne dass wir Energie aufbringen müssen. Ein anderer Vorteil von Elektromagneten ist, dass wir Nord- und Südpol vertauschen können, indem wir die Polung an der Energiequelle ändern, also plus und minus vertauschen. Außerdem können wir die Stärke des Magneten verändern: Wenn ein stärkerer Strom fließt, ist die magnetische Wirkung größer.

Du siehst also, dass ein Elektromagnet einige Vorteile hat, aber auch Nachteile.

Elektromagnet – Anwendungsbeispiel

Wir wollen uns noch anschauen, wo Elektromagnete im Alltag eingesetzt werden. Eine Anwendung hast du vielleicht schon einmal gesehen: Elektromagnete werden auf Schrottplätzen eingesetzt. Sie werden dazu benutzt, um zum Beispiel kaputte Autos von einer Stelle zu einer anderen zu transportieren. Der Elektromagnet eines Krans wird erst über das Auto bewegt und dann eingeschaltet. Dann hängt das Auto am Magnet, weil es metallisch ist. Der Kran kann das Auto bequem durch die Luft transportieren und, wenn es seinen Zielort erreicht hat, den Magnet einfach wieder ausschalten – das Auto fällt herunter.

Zusammenfassung zum Thema Elektromagnete – Aufbau und Funktion

Wie funktioniert eigentlich ein Elektromagnet? Und wie ist er aufgebaut? Diese Fragen können wir nun beantworten, denn wir haben uns angesehen, was ein Elektromagnet ist und wie er funktioniert. In jedem stromdurchflossenen Leiter entsteht ein Magnetfeld. Von besonderer Bedeutung ist das Magnetfeld einer Spule – denn eine stromdurchflossene Spule ist ein Elektromagnet. Wir haben uns angesehen, welche Vor- und Nachteile ein Elektromagnet gegenüber Permanentmagneten hat. Außerdem haben wir einen Blick darauf geworfen, in welchen Bereichen Elektromagnete im Alltag benutzt werden. Du findest hier auch interaktive Übungen zu diesem Thema.