Ein bipolärer Magnet besitzt zwei unterschiedliche magnetische Pole – Nord und Süd – mit Feldlinien, die vom Nordpol austreten und am Südpol eintreten. Das Feld ist am stärksten an den Polen und am schwächsten im Zentrum.
Fundamentale Eigenschaften
- Dipol-Natur: Magnetische Monopole existieren nicht; ein Magnet zu brechen erzeugt zwei kleinere Dipole.
- Feldrichtung: Konventionell treten Linien am Nordpol aus, treten am Südpol extern ein; setzen sich intern von Süd nach Nord fort.
- Kraftgesetz: Gleiche Pole stoßen sich ab, gegensätzliche Pole ziehen sich an (inverses Quadrat in der Ferne).
Häufige Anwendungen
- Kompass: Frei rotierender Dipol richtet sich am Erdmagnetfeld aus (geografischer Norden ≈ magnetischer Süden).
- Elektromotoren/Generatoren: Rotor (Elektromagnet oder Permanentmagnet) interagiert mit Statorfeld → Drehmoment / induzierter Strom.
- Magnetische Trennung: Eisenmetallrückgewinnung, Mineralverarbeitung.
- MRT: Supraleitender bipolärer Elektromagnet (1,5–7 T klinisch; bis 11,7 T Forschung).
- Magnetschwebebahnen: Elektromagnetische Aufhängung/Antrieb.
- Konsumgüter: Lautsprecher, Festplatten, Magnetverschlüsse, Therapiegeräte (unbewiesen).
Materialien (steigende Koerzitivfeldstärke/Remanenz)
- Alnico (Al-Ni-Co) – temperaturstabil, geringe Koerzitivfeldstärke
- Ferrit (Keramik) – niedrige Kosten, spröde, mäßige Energie
- Samarium-Cobalt (SmCo) – hohe Temperaturstabilität, teuer
- Neodymium-Eisen-Bor (NdFeB) – höchstes Energieprodukt (BHmax), korrosionsanfällig, temperatursensitiv
Designüberlegungen
- Form (Stab, Hufeisen, Ring, Scheibe) prägt die Feldverteilung.
- Anker (weiches Eisen über die Polen) bewahren die Magnetisierung während der Lagerung.
- Temperaturgrenzen: NdFeB ~80–200 °C (gradabhängig); SmCo ~250–350 °C.
Bipolare Magnete sind fundamental für elektromechanische Technologie und wissenschaftliche Instrumentierung.
