79 16 Das größte Experiment der Welt Das Magnetfeld eines Elektromagneten sieht ähnlich aus wie das eines Stabmagneten (vergleiche B 16.21 mit B 16.6). Nord- und Südpol kannst du wieder mit der rechten Hand bestimmen. Wenn du die Finger so auf die Spule legst, dass sie in technische Stromrichtung zeigen, zeigt der Daumen zum Nordpol. B 16.21 a) Das Magnetfeld einer Spule; b) Bestimmung der Pole des Magnetfeldes mit der rechten Hand Die Stärke der magnetischen Felder wird in Tesla gemessen. Die Einheit ist nach dem Physiker und Erfinder Nikola Tesla benannt (B 16.22), der am Ende des 19. Jh. viele Patente im Bereich der Elektrotechnik erhielt. Er gilt als Genie und ist auch Namensgeber der bekannten E-Auto-Marke. Einen Eindruck von der Stärke verschiedener Magnetfelder bekommst du in T 16.1. Magnetart Stärke des Magnetfeldes in Tesla Erdmagnetfeld (B 16.13) 0,00005 = 5 · 10–5 magnetischer Pin 0,001 = 10–3 Hufeisenmagnet im Unterricht 0,1 Schreib-Lese-Kopf einer Festplatte (Stand 2023; B 16.23) bis 1 Neodym-Magnete (B 16.5) bis 1,5 Elektromagnete im MRT (B 16.25) bis 7 Elektromagnete im LHC (B 16.27 und B 17.3) 8,6 stärkster Elektromagnet im Dauerbetrieb 45 stärkster Elektromagnet im Pulsbetrieb 100 T 16.1 Richtwerte für die Stärke von Magnetfeldern B 16.22 Nikola Tesla im Jahr 1886 vor einer riesigen Spule Es gibt im Alltag so viele Anwendungen des Elektromagneten, dass wir uns nur einige davon ansehen können, zum Beispiel die kleinen Elektromagnete an der Spitze der Schreib-Lese-Köpfe bei Festplatten (B 16.23). Festplatten werden zwar nach und nach durch SSDs (Solid State Disc) ersetzt, sind aber noch sehr häufig in Verwendung, etwa in den „Serverfarmen“ von Google und Co. (B 15.18, S. 67), weil sie vergleichsweise billig sind. Obwohl die Magnetköpfe in den Festplatten zu den schwächsten Elektromagneten gehören, ist ihr Magnetfeld trotzdem viele Tausendmal stärker als das der Erde (siehe Tab. 16.1). B 16.23 In dieser Abbildung siehst du den winzigen Elektromagneten an der Spitze des Schreib-Lese-Kopfs, der sich an der Festplatte spiegelt. Der Abstand zwischen den Kopf und der Festplatte beträgt etwa 1/100.000 Millimeter und ist nicht zu erkennen. Gehen wir von dieser High-Tech-Geschichte zu einer relativ simplen Anwendung eines Elektromagneten, nämlich zu einer elektrischen Klingel (A10). Wenn du auf die Klingeltaste drückst, wird der Stromkreis geschlossen und Elektromagnete ziehen den Klöppel an (B 16.24). Der Unterbrecher macht seinem Namen Ehre und unterbricht den Kontakt – der Strom hört auf zu fließen. Nun sind die Elektromagnete nicht mehr magnetisch, der Klöppel wird von der Feder in die Ausgangsposition zurückgezogen, der Kontakt schließt sich und alles geht wieder von Neuem los. Das wiederholte Aufschlagen des Klöppels auf der Glocke erzeugt das oftmals nervige Rrrrrrring! Klingeltaste Feder Klöppel Elektromagnete RRRRRing! Unterbrecherkontakt B 16.24 Das Kernstück jeder elektrischen Klingel sind Elektromagnete Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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