13 6 Das Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule Sehr starke Magnetfelder kann man mit stromdurchflossenen Spulen (coil) erzeugen. Diese bestehen aus vielen nebeneinander liegenden Windungen eines mit Lack isolierten Kupferdrahtes. Versuch: Führe den elektrischen Strom zuerst in einer und dann in mehreren Leiterschleifen um eine Magnetnadel (Kompass) herum (Abb. 6.1). Wir nehmen an, dass der elektrische Strom vom Plus- zum Minuspol strömt (technische Stromrichtung). Wovon hängt die Ablenkung der Magnetnadel ab? In Abb. 6.1 werden die einzelnen Leiterschleifen vom Strom im gleichen Umlaufsinn durchflossen. Daher lenkt jedes Stück des Drahtes die Magnetnadel im selben Sinne ab. Bei mehreren Schleifen addieren sich diese Wirkungen. Hat man eine entsprechend große Anzahl von Windungen, erhält man schon mit einer geringen Stromstärke ein starkes magnetisches Feld. Die magnetische Wirkung einer Spule wächst mit der Anzahl ihrer Windungen. Nun kannst du das Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule näher untersuchen: Versuch: Stelle mit Hilfe eines Kartons und eines Kupferdrahtes eine Spule nach Abb. 6.2 her. Schalte diese Spule in einen Stromkreis und streue Eisenspäne auf den Karton! Wie ordnen sie sich? Versuch: Nähere den Enden der Spule eine Magnetnadel und bestimme damit die magnetische Polung der Spule (Abb. 6.3). Die Stellung der Magnetnadel in den Versuchen Abb. 6.1 und 6.3 gibt die Polung der Spule und den Verlauf der Feldlinien an. Außerhalb der stromdurchflossenen Spule verlaufen die Feldlinien in einem Bogen vom Nordpol zum Südpol. Im Inneren sind sie parallel zur Spulenachse vom Südpol zum Nordpol (Abb 6.2). Die Feldlinien bilden geschlossene Linien. Das Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule hat also große Ähnlichkeit mit dem eines Stabmagnets. Die Polung einer Spule (technische Stromrichtung) kannst du nach Abb. 6.4 finden. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 6.1 Wie musst du in Abb. 6.4 die Hand halten, wenn sich die Stromrichtung umkehrt? Wie ändert sich die Polung der Spule? 6.2 Wie verlaufen die Feldlinien im Inneren einer stromdurchflossenen Spule? Wie heißt ein solches Feld? Diskutiere den Unterschied zum Magnetfeld in Abb. 3.2 (Seite 10). Warum wickelt man Drähte zu Spulen? 6.1 Ablenkung einer Magnetnadel bei verschiedenen Windungszahlen ... desto größer ist die Ablenkung der Magnetnadel.. Je mehr Windungen, ... 6.2 Feldliniendarstellung des Magnetfeldes einer Spule 6.3 Bestimmung des Nordpols einer stromdurchflossenen Spule mit Hilfe einer Magnetnadel N S + Der Südpol der Magnetnadel zeigt zum Nordpol der Spule. – 6.4 Bestimmung des Nordpols einer stromdurchflossenen Spule mit der „Rechte-Hand-Regel“ N S + – ... so zeigt der Daumen zum Nordpol der Spule. Zeigen die Fingerspitzen der rechten Hand in die Stromrichtung, ... Das Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule entspricht dem eines Stabmagnets. Es ist umso stärker, je höher die Stromstärke ist und je mehr Windungen die Spule hat. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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