Physik verstehen 4, Schulbuch

41 Elektrizität bestimmt unser Leben  Lernzielkontrolle 9, Seite 88 3. Wovon hängt die Kraft eines Elektromagneten ab? Ein einfacher Elektromagnet (Abb. 41.1) Schließe eine Spule (isolierter Draht um einen Nagel gewickelt) an eine 9-V-Batterie an. Prüfe die magnetische Anziehungskraft ohne und mit dem Nagel (= Eisenkern) mit einer Magnetnadel und mit kleinen Eisennägeln. Die Spule mit dem Nagel (= Eisenkern) hat eine größere magnetische Kraft. Durch das Kraftfeld der Spule werden die Elementarmagnete im Nagel geordnet. Die Magnetfelder der Spule und des Nagels wirken zusammen. M Ein Elektromagnet ist eine stromdurchflossene Spule mit Eisenkern. Die magnetische Kraft wird durch den Eisenkern verstärkt. Der stärkere Elektromagnet (Abb. 41.2) Drei verschiedene Spulen (zB 300, 600 und 1200 Windungen) mit Eisenkern werden als Elektromagnete verglichen. Verwende Gleichstrom (bis 12 Volt). Vergleiche die Anziehungskraft. Was geschieht, wenn du die Spannung bzw. Stromstärke veränderst? Der Elektromagnet ist umso stärker, je mehr Drahtwindungen die Spule hat und je größer die Stromstärke ist. Die größere Windungszahl bedeutet eine größere Gesamtlänge des isolierten Drahtes der Spule. M Die magnetische Kraft des Elektromagneten wächst mit der Strom- stärke und der Anzahl der Drahtwindungen der Spule. 4. Wie wirkt ein Dauermagnet auf einen stromdurch- flossenen Leiter? Da schaukelt die Spule (Abb. 41.3) Baue den Versuch nach Abb. 41.3 auf. Schließe das rote Kabel an den Pluspol, das blaue Kabel an den Minuspol eines Schüler-Netzgerätes an. Wie verhält sich die Spule? Ändere die Stromrichtung und drehe den Magneten um. Was erkennst du? Eine stromdurchflossene Spule erzeugt selbst ein Magnetfeld. Sie bewegt sich im Magnetfeld des Dauermagneten, da beide Magnetfelder miteinan- der in Wechselwirkung treten (siehe Abb. 41.6). M Ein stromdurchflossener Leiter wird im Kraftfeld eines Dauermagne- ten in Bewegung versetzt. V4 V5 V6 41.1 Ein einfacher Elektromagnet 41.2 Der stärkere Elektromagnet 41.4 Spule und Spule mit Eisennagel (= Eisenkern) 41.5 Der Hochgeschwindigkeitszug wird durch Elektromagnete bewegt. 41.6 Die Drei-Finger-Regel zeigt die Richtung der Ablenkung eines stromdurch- flossenen Leiters. U – Ursache (Stromrichtung) W –Wirkung (Bewegungs- richtung) V – Vermittlung (Richtung des Magnetfeldes) Eisennagel zB 30 Windungen isolierter Draht 41.3 Da schaukelt die Spule. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv