Physik verstehen 4, Schulbuch

47 Elektrizität bestimmt unser Leben 3. Wovon hängt die Kraft eines Elektromagneten ab? Ein einfacher Elektromagnet (Abb. 47.1)  E1 Schließe eine Spule (isolierter Draht um einen Nagel gewickelt) an eine 9-V-Batterie an. Prüfe die Anziehungskraft mit einer Magnetnadel und kleinen Eisennägeln. Teste die Spule auch ohne den Nagel (= Eisenkern). Die Spule mit dem Nagel (= Eisenkern) hat eine größere magnetische Kraft. Durch das Magnetfeld der Spule werden die Magneteinheiten im Nagel geordnet. Die Magnetfelder der Spule und des Nagels wirken zusammen. Der stärkere Elektromagnet (Abb. 47.2)  E1, E4 Drei verschiedene Spulen (zB 300, 600 und 1 200Windungen) mit Eisenkern werden als Elektromagnete verglichen. Verwende Gleichstrom (bis 12V) und 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. Durch die Überlagerung der einzelnen Magnetfelder jeder Windung entsteht ein stärkeres Magnetfeld. 4. Wie verhält sich ein stromdurchflossener Leiter in einem Magnetfeld? Da schaukelt das Kabel! (Abb. 47.3)  E1, E4 Hänge ein Kabel an Stativstangen so auf, dass es zwischen den Polen eines U-Magneten hängt. Schließe das Kabel an eine Gleichstromquelle (ca. 2–3V) mit Tastschalter. Wie verhält sich das Kabel, wenn (kurz) Gleichstrom fießt? Was kannst du beobachten, wenn du die Stromrichtung änderst? Drehe den U-Magneten um und wiederhole den Versuch. Ein stromdurchflossener Leiter erzeugt selbst ein Magnetfeld. Er bewegt sich im Magnetfeld des U-Magneten, da beide Magnetfelder miteinander in Wechsel­ wirkung treten (Abb. 47.6). V3 47.1 Ein einfacher Elektromagnet Elektromagnete sind nur solange magne- tisch, solange elektrischer Strom fließt! Ein Elektromagnet ist eine stromdurchflossene Spule mit Eisenkern. Die magnetische Kraft wird durch den Eisenkern verstärkt. M V4 47.2 Der stärkere Elektromagnet Die magnetische Kraft des Elektromagneten wächst mit der Stromstärke und der Windungszahl der Spule. M V5 S N + – 47.3 Da schaukelt das Kabel! Ein stromdurchflossener Leiter wird in einem äußeren Magnetfeld (zB eines Permanentmagneten) in Bewegung versetzt. M 47.4 Spulen mit Eisenkern zum Antrieb von zB CD-Laufwerken 47.5 Der Hochgeschwindigkeitszug wird durch Elektromagnete bewegt. U – Ursache (technische Stromrichtung) W – Wirkung (Bewegungs- richtung) V – Vermittlung (Richtung des Magnetfeldes) rechte Hand 47.6 Drei-Finger-Regel: Ablenkung eines stromdurchflossenen Leiters Infobox: Stromstärke I : Menge der Elektronen, die pro Sekunde durch den Leiterquerschnitt fießt; Maßeinheit: 1 Ampere (1 A) Spannung U : Maß für den La- dungsunterschied zwischen zwei Körpern; Maßeinheit: 1 Volt (1V) Arbeitsblätter z7fw6z Film x4gt52 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv