Faktoren für Magnetfeldstärke einer Spule

Präsentation zum Thema: "Faktoren für Magnetfeldstärke einer Spule"—  Präsentation transkript:

1 Faktoren für Magnetfeldstärke einer Spule
Elektromagnetismus Faktoren für Magnetfeldstärke einer Spule

2 Abhängigkeit der Magnetfeldstärke
Anzahl der Windungen Stromstärke Länge der Spule Vorhandensein eines Eisenkerns Spannung Widerstand

3 Abhängigkeit von der Windungszahl
Versuch: Eine Spule mit 400 Windungen (Wdg.) und eine Spule mit 1600 Wdg. wird abwechselnd angeschlossen und mit einem Eisenkern versehen. Es werden jeweils Muttern untereinander an den Eisenkern gehängt. Erwartung: Spule Eisenkern Bei der Spule mit 1600 Windungen bleiben mehr (vier mal?) Muttern hängen. Muttern

4 Abhängigkeit von der Windungszahl
Ergebnis: Anzahl der Muttern bei 400 Wdg: 3 Anzahl der Muttern bei 1600 Wdg: 14 Spule Erklärung: Die vierfache Windungszahl führt nicht ganz zur vierfachen Stärke. Die Muttern selbst wirken als weiterer Eisenkern. Eisenkern Muttern

5 Abhängigkeit von der Windungszahl
Kontrolle durch einen Versuch: Bei zwei Spulen wird der Strom konstant gehalten und es werden wieder Muttern an den Eisenkern gehängt. Die Zahl der Muttern ist proportional zur Anzahl der Windungen. Die Stärke des Magnetfelds einer Spule ist direkt proportional zur Anzahl der Windungen.

6 Abhängigkeit von der Stromstärke
An eine Spule (1600 Windungen) werden bei 0,05A, 0,1A, 0,15A, 0,2A Stromstärke Muttern gehängt. Beobachtung: 0,05A: x Muttern 0,1A: x Muttern 0,15A: x Muttern 0,2A: x Muttern Die Stärke des Magnetfelds einer Spule ist direkt proportional zur Stromstärke.

7 Abhängigkeit von einem Eisenkern
Versuch: Eine Spule mit 400 Windungen (Wdg.) wird einmal ohne Eisenkern verwendet und einmal mit einem Eisenkern. Es werden jeweils Muttern untereinander an die Spule bzw. den Eisenkern gehängt. Erwartung: Spule Eisenkern Beim Eisenkern bleiben mehr Muttern hängen. Muttern

8 Abhängigkeit von einem Eisenkern
Ergebnis: Anzahl der Muttern ohne Eisenkern: Anzahl der Muttern mit Eisenkern: Die Anzahl der Muttern steigt beim Vorhandensein eines Eisenkerns. Ein Eisenkern verstärkt das Magnetfeld.

9 Abhängigkeit von einem Eisenkern
Erklärung: In einem Eisenkern befinden sich sehr viele „Elementarmagnete“. Solange der Eisenkern selbst kein Magnet ist, sind diese beliebig angeordnet und die Magnetfelder heben sich gegenseitig auf.

10 Abhängigkeit von einem Eisenkern
Erklärung: Wird dann ein Magnetfeld (z.B. durch eine stromdurchflossene Spule) angelegt, richten sich die Elementarmagnete nach diesem äußeren Feld aus. Das bedeutet ...? Mehr einzelne Magnete, die gleich ausgerichtet sind => stärkeres Magnetfeld

11 Die Stärke des Magnetfelds einer Spule ist...
Zusammenfassung Die Stärke des Magnetfelds einer Spule ist... … proportional zur Anzahl der Windungen. … proportional zur Stromstärke. … größer mit einem vorhandenen Eisenkern.

12 Elektromagnetismus Anwendungen Klingel Relais

13 Anwendung Versucht ein Relais zu bauen, mit dem ein Schalter einen Elektromagneten betätigt, der wiederum den Stromkreis für eine Lampe schließen soll.

14 1. Der Steuerkreis ist offen, der Lastkreis dadurch ebenfalls.
Funktion des Relais 1. Der Steuerkreis ist offen, der Lastkreis dadurch ebenfalls. 2. Der Steuerkreis ist geschlossen, das Magnetfeld wird aufgebaut, der Kontakt wird angezogen und damit der Lastkreis geschlossen.

15 Anwendung Versucht eine Klingel zu bauen.Die Abbildung gibt einen Hinweis auf den Aufbau.

16 1. Der Stromkreis ist geschlossen, das Magnetfeld wird aufgebaut.
Funktion der Klingel 1. Der Stromkreis ist geschlossen, das Magnetfeld wird aufgebaut. 2. Die Feder wird angezogen, der Stromkreis unterbrochen. 3. Das Magnetfeld bricht zusammen, die Feder wird nicht mehr angezogen. 4. Die Feder geht zurück in die Ausgangsposition und der Vorgang wiederholt sich.

17 Jetzt sorgen wir für Bewegung!
Elektromagnetismus Jetzt sorgen wir für Bewegung!

18 Bewegung durch Magnetismus
Ein Leiter wird in ein Magnetfeld gebracht. Wenn Strom durch den Leiter fließt, bewegt er sich. Die Kraft, die ihn bewegt heißt Lorentzkraft.

19 Bewegung durch Magnetismus
Wovon ist die Bewegungsrichtung abhängig? 1. Von der Polung des Magnets (Magnetfeldrichtung) 2. Von der Polung des Leiters (Elektronenflussrichtung)

20 Bewegung durch Magnetismus
Für die Bewegungsrichtung ist die Linke-Hand-Regel verantwortlich: 1. Der Zeigefinger zeigt in Richtung der Magnetfeldlinien (von Nord nach Süd) 2. Der Daumen zeigt in Richtung des Elektronenflusses (von – nach +) 3. Der abgespreizte Mittelfinger zeigt dann in die Bewegungsrichtung