Güte

Die Güte bzw. magnetische Güte ist ein Indikator für den Energieinhalt eines Magneten. Damit man sich darunter am besten etwas vorstellen kann, folgt ein kleines Beispiel: Ein Stabmagnet mit einem Durchmesser von 2 cm und einer ebenen Süd- oder Nordpolfläche sowie einer Güte von etwa 50 kann bereits einen 20 kg schweren Eisenblock hochheben. Aus diesem Beispiel geht auch hervor, dass die Güte keine Einheit hat, sie wird manchmal lediglich mit einem vorangestellten Buchstaben angegeben. Man hätte ihr aber genauso gut eine Einheit geben können, da es sich bei der Güte im Grunde direkt um die magnetische Energie pro Volumeneinheit handelt. Der vorangestellte Buchstabe wiederum steht für die maximale Einsatztemperatur des Magneten.

Die maximale Einsatztemperatur als Buchstabenkürzel

Oberhalb der maximalen Einsatztemperatur entstehen Schäden am Magneten oder Magnetfeld, weil entweder das Material beschädigt, oder die Ausrichtung des einzelnen Elektronenspins verändert wird. Der Grund dafür ist, dass ein Permanentmagnet durch die Magnetisierung bzw. die daraus resultierende Remanenz entsteht. Diese Remanenz sinkt mit steigender Temperatur. Schon bei niedrigen Temperaturen kann es deshalb zu einer teilweisen Entmagnetisierung kommen, weshalb die maximale Einsatztemperatur nicht überschritten werden sollte. In der folgenden Auflistung finden sich die Buchstaben bzw. die jeweilige maximalen Einsatztemperatur:

  • N: 80 °C
  • M: 100 °C
  • H: 120 °C
  • SH: 150 °C
  • UH: 180 °C
  • EH: 200 °C

Beim Überschreiten der sogenannten Curie-Temperatur (abhängig vom Material) ist die Remanenz vollständig eliminiert.

Energieprodukt

Aus dem so genannten Energieprodukt folgt im Grunde die Güte eines Magneten. Das Energieprodukt wiederum ist das Produkt aus der magnetischen Feldstärke H und der magnetischen Flussdichte B. Sie bemisst die gespeicherte magnetische Energie pro Volumeneinheit. Zwischen der Kraftwirkung und dem Energieprodukt besteht beim Vergleich zweier Magnete gleicher Größe eine Proportionalität. Wenn zwei Magnete demnach eine vollkommen identische Form haben, der eine jedoch ein doppelt so hohes Energieprodukt hat, so hat dieser auch die doppelte Kraftwirkung auf das ferromagnetische Material.

Magnetische Energie und Beispiele zum Verstehen

Die magnetische Energie, die in einem guten Permanentmagnet gespeichert ist, beträgt mehrere 100 kJ/Kubikmeter. Dies entspricht mehreren 10 Millionen GaußOersted. GaußOersted ist das Maß für das Energieprodukt. Die Güte wiederum ist im Grunde derselbe Wert wie der des Energieprodukts, jedoch in der Einheit Millionen (Mega) GaußOersted (MGOe). Üblicherweise wird die Einheit bei der Angabe der Güte weggelassen. Ein Magnet mit der Gütebezeichnung UH50 hat also eine magnetische Energie von 50 MGOe und kann bis zu einer Temperatur von etwa 180° problemlos eingesetzt werden. Ein M55 Magnet wiederum hat etwa 10% mehr magnetische Energie und würde damit auch etwa 10 % mehr Gewicht halten. Insbesondere bei Vergleichen mit Beispielen, in welchen Magnete irgendwelche schweren Körper halten, kommt es jedoch stark auf die Form des jeweiligen Magneten sowie auf den angezogenen Körper und die Güte der Oberfläche an. Die angegebenen Werte bezüglich der Tragkraft eines Magneten sind in der Regel idealisiert – d.h., der Eisenblock wie auch die Pole des Magneten sind perfekt glatt, außerdem handelt es sich beim angezogenen Körper um reines Eisen. Schon eine dünne Beschichtung des angezogenen Eisenblocks oder ein paar Kratzer in der Polfläche reduzieren die Haltekraft mitunter recht drastisch.