Praktikum TUD "Einfache Metallkomplexe" 28.-30.1.2003

Landesseminar HESSEN / THÜRINGENfür Teilnehmer an der 2. Runde der Chemie-Olympiade 2003Experimentiertage im FB Chemie der TU Darmstadt28. - 30. Januar 2003TUDEXPERIMENT 3: Magnetisches Feld eines ElektromagnetenZielZeigen Sie das magnetische Feld eines Elektromagneten.Was Sie benötigenSie benötigen eine der Aluminiumschalen und 1 cm 3 oder mehr von demFerrofluid EFH1. Sie benötigen außerdem eine Spule (mit Kern) und eineeinstellbare Spannungsversorgung.VorgehenUm mit einem Elektromagneten ein Magnetfeld zu erzeugen müssen Siediesen an eine Stromversorgung anschließen. Eine Zugspule wie sie invielen elektrischen Geräten verwendet wird ist ein praktisches Beispiel füreinen Elektromagneten. Stellen Sie eine Schale mit Ferrofluid auf denZugmagneten (siehe Anmerkung zur Beschaffung) ( Abb. 3a). Stellen Siesicher, dass der Zuganker sich vollständig in der Spule befindet. Diesermagnetisch permeable Zuganker leitet das magnetische Feld, das von demStrom durch die Spule erzeugt wird, weit aus der Spule hinaus, so daß esEinfluß auf das Ferrofluid nehmen kann. Je größer die Stromstärke durchdie Spule ist, desto größer ist das Magnetfeld.Abb. 3aAnmerkung: Die Menge an benötigtem Ferrofluid EFH1 für dieses Experiment hängt von der jeweilsverwendeten Spule ab. Beginnen Sie mit einer kleinen Menge Ferrofluid (1cm 3 ) und fügen Sie wenn nötigmehr hinzu um den Effekt zu optimieren. Steigern Sie allmählich die Stromstärke. Mit steigendem Magnetfeldreagiert das Ferrofluid mit einer zunehmenden Anzahl von Stacheln ( Abb. 3b und 3c). Nach demExperiment füllen Sie das Ferrofluid in die Flasche zurück und reinigen Sie die Schale zurWiederverwendung.Abb. 3bAbb. 3cACHTUNG: Überschreiten Sie nicht den maximal zulässigen Strom der Spule! Achten Sie sorgfältigdarauf, dass die Spule nicht überhitzt!.EXPERIMENT 3: Magnetisches Feld eines Elektromagneten (Fortsetzung)Was passiert hier?Wir wissen, daß Permanentmagnete eine Quelle unsichtbarer magnetischer Felder sind. Ein Elektromagnet kannebenso zur Erzeugung eines magnetischen Feldes benutzt werden. Ein Stromfluß durch einen Leiter erzeugt einMagnetfeld um diesen. Das Feld ist unsichtbar, jedoch können dessen Wirkungen beobachtet werden,insbesondere dann, wenn der Leiter zu einer Spule gewickelt ist ( Abb. 3d).11