Unter Magnetismus versteht man die Lehre vom magnetischen Feld im Vakuum und in Materie. Brockhaus Enzykl. 20 Bde., 17te Aufl., Bd. 11, 1970
Als magnetisches Feld bezeichnet man den Zustand des Raumes in der Umgebung eines Magneten, also eines Trägers von Magnetismus. Abgesehen von einem Magneten erzeugt aber auch elektrischer Strom ein Magnetfeld.
Wobei gilt: Nicht nur erzeugt jeder elektrische Strom ein Magnetfeld, sondern ein veränderliches Magnetfeld erzeugt auch elektrische Spannungen und Ströme. Brockhaus Enzykl. 20 Bde., 17te Aufl., Bd. 11, 1970
Wie wird nun ein ferromagnetischer Stoff zum Magneten?
Magnetismus entsteht hauptsächlich in den Elektronenhüllen der Atome und kommt bei den verschieden Stoffen in verschiedener Form vor. Brockhaus Enzykl. 20 Bde., 17te Aufl., Bd. 11, 1970
Geladene Elementarteilchen, insbesondere die Elektronen, die einen Spin (Eigendrehimpuls) haben, besitzen auch ein charakteristisches magnetisches Moment. Das macht sich bei allen magnetischen Stoffen, die zumeist Atome des Elements Eisen enthalten, in Form des permanenten Magnetismus bemerkbar. Die Magnetisierung eines Stoffes ergibt sich aus der Summe der Beiträge der einzelnen Bausteine (z.B. Atome), wobei zumeist die Addition der Momente das Gesamtmoment Null ergibt. Heben sich aber die einzelnen Beiträge in Summe nicht auf, so ist eine makroskopische Magnetisierung die Folge.
Für den Uhrenbau ist der Ferromagnetismus von besonderem Interesse, da viele Bestandteile eines Uhrwerks aus Eisen bzw. Eisenlegierungen bestehen.
Beim Ferromagnetismus richten sich die magnetischen Momente einzelner Bausteine (Elementarmagnete) nur in so kleinen Teilbereichen (meist unter 100 µm) parallel aus, dass die unterschiedliche Ausrichtung der vielen Teilbereiche den gesamten Körper unmagnetisch erscheinen lässt. Werden aber die vielen Teilbereiche durch ein äußeres Magnetfeld geordnet, also gleich ausgerichtet, entsteht ein großer oder auch nur ein einziger Bereich und eine permanente Magnetisierung ist gegeben.
Sind Bauteile eines mechanischen Uhrwerks, oder das ganze Werk, magnetisiert worden, so ist das harmonische Zusammenspiel der Teile gestört und die Uhr geht falsch. Wobei sich auf die Gangabweichung besonders die Magnetisierung der Spiralfeder auswirkt. Die heute häufig verwendeten Spiralen aus Nivarox sind zwar weitgehend antimagnetisch, aber nicht völlig unempfindlich gegenüber magnetischen Feldern.
Von vielen im Alltag genutzten Elektrogräten geht ein Magnetfeld aus, das eine mechanische Uhr zumindest leicht magnetisieren kann. Diese Magnetfelder nehmen zwar meist mit einem Abstand von nur einigen Zentimetern vom Gerät rapide ab, können aber direkt beim Elektrogerät durchaus ansehnliche Feldstärken aufweisen. So kann direkt auf einer ordentlichen Lautsprecherbox durchaus ein Magnetfeld in der Stärke von 4.000 A/m vorhanden sein.
Die magnetische Feldstärke wird in A/m (Ampere pro Meter) angegeben (SI-Einheit). Andere gebräuchliche Einheiten sind u. a. das Tesla (T), wobei 795.774,71 A/m einem T entsprechen, sowie das Gauß (Gs), wobei 79,577471 A/m einem Gs entsprechen.
Um festzustellen, ob eine mechanische Armbanduhr magnetisiert wurde, genügt oft ein einfacher Test, im Zuge dessen ein Kompass neben die Uhr zu legen ist. Lässt sich eine Ablenkung der Kompassnadel erkennen, so ist die Uhr wohl magnetisiert.
Eine Entmagnetisierung kann beispielsweise durch Erhitzen des Materials auf die Curie-Temperatur (nach Pierre Curie) erreicht werden. Da die Curie-Temperatur von Eisen bei 768 °C liegt, scheidet diese Methode aus. Auch die Entmagnetisierung durch Schlag oder starke Vibration eignet sich nicht für Uhren. Uhrwerke werden deshalb mit speziellen Geräten entmagnetisiert. Bei diesen Geräten geschieht die Entmagnetisierung durch ein äußerlich angelegtes, alternierend abnehmendes, magnetisches Wechselfeld. Dieses sorgt dafür, dass der oben beschriebene große magnetische Bereich des Körpers wieder eine feine Struktur von ungeordneten kleinen Teilbereichen (Domänen) erhält.
Abschirmung eines magnetischen Feldes
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Eine Möglichkeit, eine Uhr mit Magnetfeldschutz auszustatten, ist die Verwendung eines Weicheisenkäfigs. Weicheisen ist ein Stoff der eine hohe magnetische Leitfähigkeit aber eine geringe Remanenz (nach dem Einwirken eines Magnetfeldes bleibt nur eine geringe Magnetisierung zurück) aufweist. Der Käfig leitet das elektromagnetische Feld um das Uhrwerk herum, sodass im inneren des Käfigs ein nahezu feldfreier Raum entsteht. Der Käfig muss allerdings möglichst geschlossen sein. Uhren mit einem solchen Magnetfeldschutz haben ein Zifferblatt aus Weicheisen und weisen zumeist kein Datumsfenster auf. Um das Werk herum befindet sich ein Werkhaltering aus Weicheisen. Die Unterseite des Werks wird von einem Zwischenboden aus Weicheisen geschützt.
Siehe auch unter ANTIMAGNETISCH, GANGABWEICHUNG, NIVAROX bzw. SPIRALFEDER