125 Lösungen Staubkörner sind zwar winzig, aber trotzdem einige hundertmal größer als der Abstand zwischen Schreib-Lese-Kopf und Festplatte (B 16.23, S. 79). Und genau das ist das Problem: Fährt der Kopf über so ein Staubkorn, dann kann es die Oberfläche zerkratzen und das kann zu Datenverlust führen. Die Dichtung des Eiskasten ist magnetisch und zieht Büroklammen oder Centmünzen an. Das ist verblüffend, weil sie ja aus Kunststoff besteht. In diesen ist aber ein magnetisches Pulver eingearbeitet. Die Eiskastentür schließt also magnetisch. Du musst den Stabmagneten nur mit einer Schnur in der Mitte waagerecht aufhängen und warten, bis er sich wie eine Kompassnadel ausgerichtet hat. Der Pol, der nach Norden zeigt, ist dann der Nordpol des Magneten. Die äußeren Kurven über 2 und 4 entstehen durch Stahl, die inneren über 2q und 4q durch Weicheisen. Wenn man das äußere Magnetfeld auf null stellt, dann sinkt die magnetische Kraft des Stahls kaum ab (2). Es handelt sich also um einen Permanentmagneten. Die magnetische Kraft des Weicheisens sinkt aber sehr stark ab (2q). Trotzdem bleibt ein bisschen was über. Man nennt das Restmagnetismus oder remanenten Magnetismus. In die umgekehrte Richtung von 3 uber 4 bzw. 4q ist es genauso. Die Verhältnisse sind wie in B 16.21 b. Der Nordpol befindet sich also links. Kapitel 17 Die Effekte sind ziemlich kompliziert. Sehr vereinfacht kann man aber sagen, dass bei ferromagnetischen Töpfen das Magnetfeld der Spule besser im Topfboden gebündelt wird und deshalb die Erwärmung schneller erfolgt. Ferromagnetische Töpfe sind wesentlich wirksamer und werden schneller warm. Bei Gleichstrom stellen sich die Nägel parallel zu den magnetischen Feldlinien im Inneren der Spule (siehe B 16.21, S. 79). Weil beim Wechselstrom die Richtung des Magnetfeldes 100-mal pro Sekunde wechselt, vibrieren die Nägel in diesem Fall. Das Mikrofon fängt die Schallschwingungen ein, und diese werden verstärkt über den Lautsprecher ausgegeben. Wenn das Mikro zu nahe am Lautsprecher ist, „hört“ es die verstärkten Schwingungen, verstärkt sie erneut und so weiter (B 20.11). Man nennt das eine Rückkopplung oder Übersteuerung. Der Ton wurde dadurch eigentlich unendlich laut werden. Erfreulicherweise schafft das kein Lautsprecher – wenn es ihm zu viel wird, beginnt er zu pfeifen. Wenn du den Schalter im Gleichstromkreis schließt, dann wird auch der Schalter im Wechselstromkreis geschlossen. Warum so kompliziert? Der Vorteil des Relais ist, dass man mit ihm große A 18 A 19 A 20 A 21 A 22 A 18 A 19 A 20 Lautsprecher Verstärker Mikrofon B 20.11 Wie das Pfeifen im Lautsprecher entsteht A 21 Ströme im Arbeitskreis mit relativ kleinen Strömen des Steuerkreises aus großer Entfernung schalten kann. Weil dabei kein leitender Kontakt zwischen Steuer- und Arbeitskreis besteht, wird zusätzlich die Gefahr minimiert. Unter jeder Saite befinden sich Tonabnehmer, kleine Spulen mit einem Magnetkern (B 20.12). An der Stelle darüber werden dadurch die Saiten leicht magnetisiert. Durch die Saitenschwingungen entsteht dann ein veränderliches Magnetfeld und somit Strom in der Spule. Im Prinzip ist jeder der Tonabnehmer ein kleiner Generator. Dieser Strom wird an einen Lautsprecher weitergeleitet. B 20.12 Der Tonabnehmer eine E-Gitarre Wenn der Stromkreis geschlossen wird, dann wird der Stahlzylinder in den ringförmigen Magneten gezogen, und das Ventil öffnet sich. Wird der Strom unterbrochen, drückt die Feder den Zylinder wieder zurück. Auch hier handelt es sich um einen elektromagnetischen Schalter. Allerdings wird der Wasserfluss ein- und ausgeschaltet, und nicht wie beim Relais ein anderer Stromkreis. Vorüberlegung: Der Daumen zeigt bei der Drei-Finger-Regel in die technische Stromrichtung. Diese ist von + zu – definiert. Elektronen beziehungsweise negativ geladene Teilchen bewegen sich von – zu + und demnach gegen die technische Stromrichtung. Positiv geladene Teilchen bewegen sich von + zu – und demnach in die technische Stromrichtung. Zeig nun mit dem Daumen deiner rechten Hand nach rechts. Du zeigst damit gleichzeitig die technische Stromrichtung und die Flugrichtung von positiv geladenen Teilchen. In B 17.40 ist der Nordpol des Magneten unten. Deshalb muss der Zeigefinger hinauf zeigen. Der ausgestreckte Mittelfinger zeigt nun zu dir. Positive Teilchen werden also aus der Buchebene heraus abgelenkt, und deshalb muss das α-Teilchen positiv sein. Wenn du mit dem Daumen in die Gegenrichtung zeigst, zeigt der Mittelfinger in die Buchebene hinein. Das entspricht der Ablenkung des β-Teilchens, das daher negativ geladen ist. Es ist ähnlich wie in A 6 (S. 84). Durch die Bewegung der Magnete wird ein veränderliches Magnetfeld erzeugt. Dadurch entsteht in der Spule ein Induktionsstrom, und die Lampe beginnt zu leuchten – aber nur, solange du schüttelst. Wenn die beiden Magnete die Spule berühren, dann sind die Pole kurzgeschlossen und es fließt Strom. In der Spule entsteht daher ein Magnetfeld. Dieses beeinflusst wiederum das Magnetfeld der beiden Supermagnete und schiebt diese an. Die Batterie wird allerdings sehr schnell leer – das sollte dich nicht wundern. Bei der Münzenprüfung werden zuerst auf einer Halterung (a) Gewicht und elektrischer Widerstand gemessen. Dann rollt die Münze an Magnete vorbei (b). Durch elektromagnetische Induktion entstehen in der Münze Wirbelströme, die sie magnetisch machen und bremsen. Die Stärke der Bremsung ist materialabhängig. Wenn die Merkmale nicht zusammenpassen, spuckt der Automat die Münze aus. Es genügt der Restmagnetismus des Eisenkerns, um das Aufschaukeln zu starten. Dreht sich dann die Spule in dem schwachen noch vorhandenen Magnetfeld, so entsteht ein kleiner Induktionsstrom, der den Elektromagneten verstärkt und so weiter. A 22 Gitarrensaite aus Metall Spule Magnetkern zum Verstärker A 23 A 24 A 25 A 26 A 27 A 28 B 20.10 Ein zerschnittener Stabmagnet Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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