Maximales Energieprodukt: Was ist damit gemeint?

Wert (BH)max, bei dem der Betrag des Produkts aus Flussdichte B und Feldstärke H auf der Entmagnetisierungskurve eines Dauermagneten am größten ist. Er wird in kJ/m³ angegeben und ist ein Maß für die Stärke des Magneten.

Japanische Bezeichnung: 最大エネルギー積

„Maximales Energieprodukt“ kommt in 2 Übungsfragen aus 1 Thema vor, darunter Magnetische Werkstoffe.

Fachgebiet: Magnetische Werkstoffe

Selbst ausprobieren: Fragen zu Maximales Energieprodukt

Bei einem idealen Dauermagneten, dessen Entmagnetisierungskurve die Gerade B = Br + µ₀H ist (mit ausreichend großem HcJ), beträgt die Remanenzflussdichte Br = 1,40 T. Welcher Wert kommt dem maximalen Energieprodukt (BH)max am nächsten? Es gilt µ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m.

  1. Aca. 390 kJ/m³
  2. Bca. 780 kJ/m³
  3. Cca. 1560 kJ/m³
Lösung und Erläuterung anzeigen

Lösung: A. ca. 390 kJ/m³

Auf der Geraden im zweiten Quadranten wird der Betrag des Produkts aus B und H, |BH| = (Br + µ₀H)(−H), bei H = −Br/(2µ₀), B = Br/2 maximal; es gilt (BH)max = Br²/(4µ₀). Mit Zahlen ergibt sich 1,40²/(4 × 4π×10⁻⁷) = 1,96/(5,03×10⁻⁶) ≈ 3,9×10⁵ J/m³, also ca. 390 kJ/m³ (ca. 49 MGOe). Ca. 1560 kJ/m³ ist das Produkt der beiden Endpunkte der Geraden, Br und Br/µ₀; ca. 780 kJ/m³ entsteht, wenn man nur einmal durch 2 teilt. Die mit derselben Formel aus der Sättigungsmagnetisierung von Nd₂Fe₁₄B (ca. 1,6 T) abgeschätzte theoretische Obergrenze beträgt ca. 510 kJ/m³, und handelsübliche Hochleistungs-Neodym-Magnete erreichen etwa 80 % davon (ca. 400–440 kJ/m³).

„Maximales Energieprodukt“ in den Erläuterungen

Fragen, in denen „Maximales Energieprodukt“ vorkommt (2)

  1. Bei einem idealen Dauermagneten, dessen Entmagnetisierungskurve die Gerade B = Br + µ₀H ist (mit ausreichend großem HcJ), beträgt die Remanenzflussdichte Br = 1,40 T. Welcher Wert kommt dem maximalen Energieprodukt (BH)max am nächsten? Es gilt µ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m.
  2. Was ist der Hauptzweck der Zugabe von Dy oder Tb zu Neodym-Magneten, die bei hohen Temperaturen eingesetzt werden, etwa in Motoren von Elektroautos?

Verwandte Begriffe

Sättigungsmagnetisierung Curie-Temperatur Magnetokristalline Anisotropie Koerzitivfeldstärke Domänenwand (Bloch-Wand) Ferrimagnetismus Superparamagnetismus Weiss-Bezirk Wirbelstromverluste

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