80 Eine Hupe ist gewissermaßen eine Kreuzung aus Klingel und Lautsprecher (B 17.8, S. 83). Sobald der Fahrer ungeduldig auf die Taste drückt, wird der Stromkreis geschlossen und der Elektromagnet zieht den an einer Membran befestigten Anker an (B 16.25 a und b). Dadurch wird, wie bei der Klingel, der Kontakt unterbrochen und der Strom hört auf zu fließen. Der Elektromagnet zieht nicht mehr an und die Membran schwingt zurück (c). Der Kontakt schließt sich und alles geht wieder von vorne los. Die schwingende Membran erzeugt das Tüüüüüt ( A10 )! B 16.25 Wie eine Autohupe funktioniert Auch bei dem Türöffner einer Gegensprechanlage wird ein kleiner Elektromagnet verwendet. Wenn du in der Wohnung auf das Knöpfchen drückst, entriegelt dieser Elektromagnet die Sperre in der Eingangstür. Und wenn in der Wohnung zu viele Elektrogeräte laufen und der Kabelbrand droht, dann wird der Strom im Sicherungsautomaten durch einen Elektromagneten mit einem hörbaren Klick ausgeschaltet (siehe B 19.10, S. 114). Auch in der medizinischen Technik spielen Elektromagnete eine große Rolle. Bei einer Magnetresonanztomographie (kurz MRT) nutzt man aus, dass Atomkerne wie kleine Magnete wirken. Es ist ähnlich wie bei den Elektronen in der Hülle der Atome (B 16.7, S. 75). Das Gerät erzeugt nun zwei verschiedene Magnetfelder (B 16.26): Erstens ein extrem starkes gleichbleibendes Magnetfeld. Man nennt das auch ein statisches Magnetfeld. Die Elektromagnete, die diese statischen Magnetfelder erzeugen, gehören zu den stärkste der Welt ( A11 ; T 16.1). B 16.26 Wie eine MRT funktioniert: Es werden ein statisches und ein wechselndes Magnetfeld überlagert. Unterbrecher-Kontakt 12 V a b c Membran Spule Anker Spule für hohes statisches Magnetfeld Spule für magnetisches Wechselfeld Detektoren Zweitens erzeugt das Gerät ein magnetisches Wechselfeld, das viele Millionen Mal pro Sekunde umgepolt wird. Die Überlagerung beider Magnetfelder führt dazu, dass die Atomkerne im Körper, die selbst wie kleine Magnete wirken, zu strahlen beginnen. Die Stärke ihrer Strahlung gibt Aufschluss über Gewebsart und Dichte. Die Signale werden von Detektoren in der Röhre dreidimensional ausgewertet. Mit dieser Technik können beeindruckende Schnittbilder des Körpers erstellt werden (B 16.27) und auch Organe und Muskeln abbildet werden, die man beim Röntgen nicht sieht. Auch bei Teilchenbeschleunigern haben Elektromagnete ihre Finger im Spiel. In der Nähe des Genfer Sees befindet sich 100 m unter der Erde der größte Teilchenbeschleuniger der Welt, der LHC, der gleichzeitig auch das größte Experiment der Welt ist (B 16.28). Dort werden Protonen mit fast Lichtgeschwindigkeit aufeinander geschossen. Damit sie die Kurve kratzen können, befinden sich in dem 27 km langen Ring rund 1100 der stärksten Elektromagnete der Welt (T 16.1). B 16.28 Der Large Hadron Collider (LHC) bei Genf (CH) ist riesig! B 16.27 Kopf und Gehirn in einer Magnetresonanztomographie: Die ursprüngliche s/wAufnahme wurde dann einfärbt, um das Bild ein wenig aufzupeppen. Kurz zusammengefasst Wenn Strom fließt, entsteht auch immer ein Magnetfeld um den Leiter. Man kann dieses extrem verstärken, wenn man den Leiter zu einer Spule aufrollt und einen Eisenkern verwendet. Diese Elektromagnete haben unzählbare praktische Anwendungen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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