65 Elektrizität und Magnetismus Wie ist ein „Elektromagnet“ aufgebaut? Ein einfacher Elektromagnet (Abb. 65.1) Wickle einen isolierten Kupferdraht in engen Windungen um einen Nagel (etwa 10 cm Länge). Schließe diese Spule an die beiden Pole einer 9-V- Batterie an. Prüfe die Anziehungskraft mit kleinen Eisennägeln und einem Kompass. Teste die Spule auch ohne den Nagel. Was fällt dir auf? Die Spule mit dem „Eisenkern“ (Nagel) hat eine größere magnetische Wirkung. Durch das Magnetfeld der Spule werden die Magneteinheiten im Eisenkern geordnet. Die Magnetfelder der Spule und des Eisenkerns wirken zusammen. Der stärkere Elektromagnet (Abb. 65.2) Schließe drei verschiedene Spulen (zB 300, 600 und 1 200 Drahtwindungen) mit Eisenkern nacheinander an ein Netzgerät mit 12V Gleichspannung. Vergleiche ihre Anziehungskraft. Ändert sich die Magnetkraft bei niedrigerer elektrischer Spannung (und Stromstärke)? Der Elektromagnet ist umso stärker, je mehr Drahtwindungen die Spule hat. Durch die Überlagerung der einzelnen Magnetfelder jeder Drahtwindung entsteht ein stärkeres Magnetfeld. Der Elektromagnet ist auch umso stärker, je größer die Stromstärke ist. Welche Vor- und Nachteile könnte ein Elektromagnet gegenüber einem Dauermagneten haben? Überlegt in der Gruppe. Wo verwenden wir Elektromagnete im Alltag? Auf Schrottplätzen und in Müllsortieranlagen kann mit Hebemagneten Eisen von anderen Metallen getrennt werden. Der Hebemagnet ist nur magnetisch, solange elektrischer Strom durch ihn fließt (Abb. 65.3). Elektromagnete werden bei Klingeln eingesetzt (Abb. 65.4). Wird der Stromkreis geschlossen, so zieht der Elektromagnet den „Anker“ an. Der Klöppel schlägt auf die Glockenschale. Durch die Bewegung des Ankers wird der Stromkreis aber unterbrochen. Der Elektromagnet verliert seine magnetische Wirkung und lässt den Anker los. Daraufhin wird der Stromkreis wieder geschlossen – es klingelt. Bei einem Türöffner zieht ein Elektromagnet eine Sperrklinke an (Abb. 65.5). Das Türschloss öffnet sich. In Lautsprechern bewegt sich eine Spule durch Stromänderungen in einem Magnetfeld (Abb. 65.6). Durch die Bewegung bringt die Spule eine Folie zum Schwingen – Schall entsteht. V3 65.1 Ein einfacher Elektromagnet Infobox: Der Eisenkern eines Elektromagneten besteht aus sogenanntem „Weicheisen“. Dieses verliert seine Magnetisierung sehr schnell. V4 65.2 Der stärkere Elektromagnet A3 Ein Elektromagnet ist eine stromdurchflossene Spule mit Eisenkern. Die magnetische Kraft wird durch den Eisenkern, höhere Windungszahlen und eine höhere Stromstärke verstärkt. Der Elektromagnet lässt sich durch Unterbrechen des Stromkreises ausschalten. M 65.3 Auf dem Schrottplatz sortiert ein Hebemagnet Eisen von anderen Metallen. Fließt elektrischer Strom durch den Hebemagneten, so zieht er das Eisen magnetisch an und kann es hochheben. Fließt kein elektrischer Strom mehr durch den Hebemagneten, so verliert er seine magnetische Wirkung und das Eisen fällt hinunter. Elektromagnet Glockenschale Klöppel Unterbrecher Anker 5 V = 65.4 Aufbau einer Klingel Elektromagnet Sperrklinke Feder 8 V 65.5 Aufbau eines Türöffners Folie Schaltzeichen Spule Dauermagnet 65.6 Aufbau eines Lautsprechers Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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