Magnetisches Feld Das magnetische Feld Feldlinienbilder - Walko.de
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Selbstinduktion<br />
Induktivität<br />
• Die Induktivität L einer Spule gibt an, wie stark diese<br />
einer Än<strong>de</strong>rung <strong>de</strong>r Stromstärke entgegenwirkt.<br />
• [L] = H (Henry) 1 H = 1 Vs · A -1<br />
2<br />
• Für eine lange Spule gilt:<br />
N A<br />
L 0<br />
rel<br />
l<br />
dI<br />
• Selbstinduktionsspannung: U i<br />
L<br />
dt<br />
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© Doris <strong>Walko</strong>wiak 2011<br />
8<br />
© Doris <strong>Walko</strong>wiak 2011<br />
Ferromagnetismus<br />
• ferro<strong>magnetische</strong> Materialien wer<strong>de</strong>n in einem externen<br />
Magnetfeld selbst zum Magneten<br />
• z. B. Eisen, Nickel, Kobalt<br />
• in bestimmten Bereichen (Weißsche Bezirke) sind<br />
<strong>magnetische</strong> Momente gleich gerichtet<br />
• Elementarmagnete<br />
richten sich im Magnetfeld<br />
aus Gegenstand wird<br />
selbst magnetisch<br />
• siehe LeiFi<br />
• Anwendung: Eisenkern<br />
(Applet)<br />
Magnetische Flussdichte<br />
Ziel:<br />
• Berechnung <strong>de</strong>r Kraft auf einen stromdurchflossenen<br />
Leiter im M-<strong>Feld</strong><br />
• Experiment: Applet<br />
F~I<br />
F<br />
F<br />
F<br />
~ I l konst.<br />
B<br />
F~l<br />
I l<br />
I l<br />
• Die <strong>magnetische</strong> Flussdichte gibt an, wie stark ein<br />
<strong>magnetische</strong>s <strong>Feld</strong> ist<br />
• FZ: B Einheit: T (Tesla) Gleichung: B <br />
• Bedingungen: homogenes M-<strong>Feld</strong>, <br />
gera<strong>de</strong>r Leiter, F B I B<br />
F<br />
I l<br />
Bildquelle: www.elektronikinfo.<strong>de</strong> (rausnehmen)<br />
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© Doris <strong>Walko</strong>wiak 2011<br />
Vi<strong>de</strong>o: TK Physik - E-Lehre: Kraft auf bewegte Ladung (83262) nur 1. Teil<br />
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© Doris <strong>Walko</strong>wiak 2011<br />
Beispiele/Aufgabe<br />
Magnetfeld <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> in Deutschland<br />
Flussdichte in 1 cm Entfernung vom Pol<br />
eines keramischen Magneten<br />
Flussdichte in <strong>de</strong>r Plasmakammer einer<br />
Anlage zur Kernfusion<br />
0,00002 T<br />
0,005 T<br />
2 T<br />
Wie groß muss die <strong>magnetische</strong> Flussdichte sein, damit ein<br />
15 cm langer Leiter bei einem Strom von 5 A eine<br />
Kraftwirkung von 15 N erfährt<br />
Magnetische Flussdichte einer Spule<br />
Voraussetzung:<br />
• l >> d (lange Spule im Inneren homogenes <strong>Feld</strong>)<br />
B~I <br />
N<br />
N im Vakuum<br />
N B<br />
~ I B 0<br />
I<br />
B~ l<br />
l (annähernd auch in Luft)<br />
l<br />
<br />
<br />
0 … <strong>magnetische</strong> <strong>Feld</strong>konstante<br />
0 = 1,256 · 10 -6 Vs/Am<br />
N<br />
• allgemein: B 0 rel I<br />
l<br />
(berücksichtigt vor allem <strong>de</strong>n<br />
rel … relative Permeabilität<br />
Einfluss ferro<strong>magnetische</strong>r Stoffe)<br />
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© Doris <strong>Walko</strong>wiak 2011<br />
Vi<strong>de</strong>o: TK Physik - E-Lehre: Kraft auf bewegte Ladung (83262) 2. Teil<br />
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© Doris <strong>Walko</strong>wiak 2011<br />
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