Magnetischer Barkhausen-Effekt

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Barkhausensprünge bei der Magnetisierung
Barkhausen-Sprung – Verschiebung einer Bloch-Wand über eine Störstelle

Unter dem magnetischen Barkhausen-Effekt (auch Barkhausensprünge oder Barkhausenrauschen genannt) versteht man diskontinuierliche Änderungen der Magnetisierung von ferromagnetischen Werkstoffen bei einem Wechsel des magnetischen Feldes.

Legt man ein äußeres magnetisches Feld an einen ferromagnetischen Werkstoff an und erhöht langsam die Feldstärke, so steigt die Magnetisierung nicht stetig, sondern in kleinen Differenzen, den Barkhausen-Sprüngen - dies wies Heinrich Barkhausen 1917 erstmals akustisch nach.

Die Ursache sind elementare magnetische Momente in kleinen Bereichen einheitlicher Magnetisierungsrichtung, den so genannten Weiss-Bezirken, die von Bloch-Wänden getrennt werden. Zuerst verschieben sich die Bloch-Wände, sie springen dabei von Gitterfehler zu Gitterfehler. Bei größeren Feldstärken klappen dann die magnetischen Momente ganzer Weißscher Bezirke auf einmal um, ohne dass die Feldstärke erhöht wurde. Dadurch ändert sich das Magnetfeld des Werkstoffs sprunghaft.

Die Magnetisierungskurve ist dann einer Treppenkurve vergleichbar. Der Anstieg der Treppenabsätze bildet dann den reversiblen Anteil der magnetischen Suszeptibilität, die Höhe des Treppenabsatzes ist die Magnetisierungsänderung durch den irreversiblen Anteil.

Der experimentelle Nachweis des magnetischen Barkhausen-Effekts geschieht mit Hilfe der magnetischen Flussänderung, wobei in einer Magnetspule, die das Ferromagnetikum umgibt, durch eine zweite Spule (oder einen Permanentmagneten) Änderungen des Magnetfeldes und damit Stromstöße in der ersten Magnetspule erzeugt werden. Diese Stromstöße können über einen Lautsprecher mit vorgeschaltetem Verstärker hörbar [1] oder auf einem Oszilloskop sichtbar gemacht werden.

Der Effekt wird zur Untersuchung oberflächennaher Struktur- und Eigenspannungszustände von Eisenwerkstoffen benutzt.[2]

Fachliteratur[Bearbeiten]

  • Dr. Ing. Hans Fischer: Werkstoffe in der Elektrotechnik. 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München Wien, 1982, ISBN 3-446-13553-7
  • Prof. Dr. Horst Stöcker: Taschenbuch der Physik. 4. Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main, 2000, ISBN 3-8171-1628-4

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. TU München, Physik: Barkhausen-Effekt im Schülerversuch
  2. Stresstech GmbH: Barkausenrauschen-Analyse, technische Anwendung