Physik Sexl 6 RG, Schulbuch

Experiment: Magnetismuss 82.1 Du brauchst: Permanentmagnete, Spule, Spannungsquelle, Eisenfeilspäne, Eisen- nägel E 1 a) Untersuche die Wirkung von Permanentmagneten auf Eisen, Stahl und an- dere Metalle. Untersuche die Auslenkung von magnetischen Nadeln in der Nähe eines Permanentmagneten. Beschreibe deine Beobachtungen. E 1 b) Untersuche die magnetische Wirkung des elektrischen Stroms. Leite Strom durch eine Drahtspule mit etwa 100 Windungen und beobachte deren Wirkung auf Eisennägel oder Eisenfeilspäne. Beschreibe deine Beobachtungen. Die stromdurchflossene Spule zieht wie ein Magnet Eisennägel an. Die magneti- sche Wirkung pflanzt sich in die Eisennägel fort. Sie werden magnetisiert und be- sitzen einen nach Norden weisenden „Nordpol“ und einen entsprechenden „Südpol“. Nägel aus Stahl behalten die Magnetisierung, Weicheisennägel verlieren sie nach Abschalten des Stromes wieder. Magnete wirken aufeinander ähnlich wie elektri- sche Ladungen: Gleichnamige Magnetpole stoßen einander ab, ungleichnamige ziehen einander an. Zeiger-Messgeräte (sog. Analogmessgeräte ) für die elektrische Stromstärke nutzen die magnetische Wirkung des Stroms. Das Funktionsprinzip ist am Drehspul- messgerät leicht zu verstehen ( 82.1 ). Der zu messende Strom fließt durch eine leichte, drehbar gelagerte Spule. Durch den Strom wird die Spule magnetisch und erfährt durch einen äußeren Magneten ein Drehmoment. Die Spule dreht sich, bis eine Spiralfeder ein entgegengesetzt gleiches Drehmoment ausübt. Die Nadel an der Spule zeigt mit ihrem Ausschlag die Stromstärke an. Analogmessgeräte lassen eine Änderung der Anzeige leicht erkennen, während der genaue Wert der Stromstärke nicht so leicht ablesbar ist. Heute werden meist digitale Messgeräte verwendet, die den Messwert in Ziffern anzeigen. Magnetische Kräfte zwischen elektrischen Strömen Lehrerexperiment: Kraft zwischen Strom führenden Leitern 82.2 Beobachte und beschreibe, wie sich zwei parallele Stromleiter verhalten, wenn sie in gleicher bzw. in entgegengesetzter Richtung von elektrischen Strömen durchflossen werden. Versuche eine Erklärung. Der französische Physiker A NDRÉ -M ARIE A MPÈRE (1775–1836) hatte von Oersteds Ent- deckung erfahren. Bereits im Herbst 1820 entdeckte er die magnetische Kraft zwischen zwei parallelen Strom führenden Leitern: gegenseitige Anziehung bei gleicher Stromrichtung, Abstoßung bei entgegengesetzter Stromrichtung. Auf die- ser Wirkung beruht die derzeitige Definition der Einheit der elektrischen Strom- stärke (s. S. 109). c Stromleitung in Flüssigkeiten – die chemische Wirkung Experiment: Stromleitung in Flüssigkeiten 82.3 Du brauchst: Gefäß, 2 Elektroden (Metallplatten), regelbares Netzgerät, Ampere- meter, Zuleitungen, destilliertes Wasser, Leitungswasser, Kochsalz, Essig. E 1 a) Baue ein Experiment wie in 82.2 auf. Verbinde die Pole der Spannungs- quelle mit Metallelektroden, die du nacheinander in unterschiedliche Flüssigkeiten (destilliertes Wasser, Leitungswasser, Salzwasser, verdünnter Essig) hängst. Lege verschieden hohe Spannungen (bis max. 12V) an die Elektroden. Miss Spannung und Stromstärke und stelle die Daten grafisch dar. E 1 b) Übertrage die Messdaten in eine Grafik. Interpretiere das Ergebnis. 82.3 A NDRÈ -M ARIE A MPÈRE (1775 Lyon – 1836 Marseille) interessierte sich bereits in früher Jugend für Philosophie, Mathematik und Naturwissenschaften. Er befasste sich mit Wahrscheinlichkeitstheorie und unterrichtete als Physiklehrer in Lyon, bevor er als 30-Jähri- ger Mitglied der französischen Akademie der Wissenschaften wurde. Seine Untersuchungen zum Elektromagnetismus führten ihn zur Hypothese, dass Magnetismus immer durch Ströme verursacht wird. Skala Zeiger Stromzufuhr Spule N S Dauer- magnet Eisen- kern 82.1 Drehspulmessgerät. Bei Strom wird die Spule zu einem Elektromagneten, sie wird durch den Dauermagneten gedreht. 82.2 Experiment Elektrolyse 82 E-LEHRE Nur zu Prüfzw cken – Eigentum des Verlags öbv