14 7 Der Elektromagnet Eine häufige technische Anwendung des Magnetfeldes einer Spule ist der Elektromagnet. Welche Vorteile hat er? Versuch: Nähere eine stromdurchflossene Spule so weit einer Magnetnadel, dass diese gerade merkbar abgelenkt wird. Schiebe dann einen Weicheisenkern in die Spule (Abb. 7.1). Was beobachtest du? Durch das Magnetfeld der Spule werden die Elementarmagnete des Weicheisenkernes ausgerichtet. Dadurch wird der Weicheisenkern selbst zu einem Magnet. Die magnetische Wirkung der Spule wird somit wesentlich verstärkt. Eine solche Anordnung nennt man Elektromagnet. Wann erreicht die Verstärkung durch den Weicheisenkern den größten Wert? Vergleiche mit der Magnetisierung einer mit Eisenspänen gefüllten Proberöhre. Wird der Strom ausgeschaltet, geht der größte Teil der Elementarmagnete wieder in den ungeordneten Zustand über. Lässt man ein dauerhaft magnetisierbares Stück einer Eisenlegierung längere Zeit in einer stromdurchflossenen Spule, so wird aus diesem ein Dauermagnet. Seine Elementarmagnete bleiben auch nach dem Ausschalten des elektrischen Stroms geordnet. Damit kann man Dauermagnete herstellen. Ein Elektromagnet hat gegenüber einem Dauermagnet den großen Vorteil, dass sein Magnetismus durch Änderung der Stromstärke geregelt werden kann. Versuch: Baue nach Abb. 7.2 einen Elektromagneten. Stelle eine Stromstärke ein, bei der das mit einem Massenstück belastete Joch vom Magnet gehalten wird. Verringere dann die Stromstärke. Was passiert? Unter einer bestimmten Stromstärke ist das Magnetfeld zu klein, um das Massestück zu halten. Die Tragfähigkeit eines Magnets ist umso größer, je stärker das Magnetfeld im Eisenkern ist. Je nach dem Verwendungszweck werden Elektromagnete als Stab-, Hufeisen- oder Topfmagnete (Abb. 7.3) ausgeführt. An die Hufeisenmagnete wird meist ein Weicheisenstück (Anker oder Joch genannt) gelegt, damit es das austretende Magnetfeld aufnimmt und das U schließt. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 7.1 Wie muss der elektrische Strom in den beiden Spulen eines hufeisenförmigen Elektromagnets gerichtet sein, damit an seinen Enden ungleiche Pole entstehen? 7.2 Warum kann ein Elektromagnet nicht beliebig stark gemacht werden? Kann man Magnete ein- und ausschalten? 7.1 Wirkung eines Eisenkerns. Das Magnetfeld der Spule wird durch den Eisenkern verstärkt, dadurch wird die Magnetnadel stärker abgelenkt. _ _ + + 7.2 Elektromagnet mit U-förmigem Eisenkern und abnehmbarem Joch 7.3 Ein Topfmagnet kann mehrere Tonnen Eisen festhalten. Die Abbildung zeigt seinen Einsatz auf einem Schrottlagerplatz. Ein starker Elektromagnet besteht aus einer stromdurchflossenen Spule mit Eisenkern. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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