Magnetismus – die neusten Beiträge

Kann mir jemand hierbei helfen?

Einleitung

Im ersten Versuch habt ihr erfahren, dass ein stromdurchflossener Leiter ein Magnetfeld erzeugt. In diesem Versuch wird der Einfluss eines sich verändernden Magnetfeldes auf einen elektrischen Leiter untersucht. Dieses Prinzip wird auch in Generatoren angewendet, wie z.B. im Fahrraddynamo und Windkraftanlagen.

Was ihr am Ende können sollt:

• Beschreiben können, wie sich die Bewegung von Spule und Magnet im Verhältniss zueinander auf das Magnetfeld auswirkt.

Was ihr vorher wissen solltet:

• Wie eine Spule zu einem Elektromagneten verändert werden kann.

• Wie nachgewiesen wird, dass eine elektrische Spannung, anliegt.

Durchführung

Baut den Versuch wie in Abbildung 1 dargestellt auf. Verwendet dabei die Spule mit 20.000 Windungen. Achtet darauf, dass euer Multimeter auf Volt eingestellt ist. Achtung: Beginnt immer mit dem größten Messbereich (1000 V) und schaltet dann herunter!

(a) Bewegt den Magneten mit dem Südpol nach vorne langsam in die Spule hinein. Lasst den Magneten kurz in der Spule ruhen und zieht ihn dann langsam wieder heraus. Beob- achtet dabei die Veränderung der Anzeige des Messgerätes. Wiederholt den Versuch indem ihr

(b) den Magneten schneller in die Spule bewegt.

(c) den Magneten langsamer in die Spule bewegt.

(d) den Magneten mit dem Nordpol nach vorne in die Spule bewegt.

(e) den Magneten in der Spule ruhen lasst.

(f) den Magneten festhaltet und die Spule bewegt.

(g) die Spulen mit 1600 Windungen verwendet und (a) wiederholt.

Das sind meine Beobachtungen:

(a) Wenn der Magnet langsam in die Spule hineinbewegt wird, steigt die Anzeige des Messgeräts an. Wenn der Magnet wieder herausgezogen wird, fällt die Anzeige ab.

(b) Beim schnellen Hineinbewegen des Magneten steigt die Anzeige schneller an und fällt auch schneller ab, wenn der Magnet herausgezogen wird.

(c) Beim langsamen Hineinbewegen des Magneten steigt die Anzeige langsamer an und fällt auch langsamer ab, wenn der Magnet herausgezogen wird.

(d) Wenn der Magnet mit dem Nordpol nach vorne in die Spule bewegt wird, zeigt das Messgerät eine Veränderung in der entgegengesetzten Richtung im Vergleich zu (a).

(e) Wenn der Magnet in der Spule ruht, gibt es keine Veränderung in der Anzeige des Messgeräts.

(f) Wenn der Magnet festgehalten und die Spule bewegt wird, gibt es eine Veränderung in der Anzeige des Messgeräts.

(g) Mit der Spule mit 1600 Windungen wird eine ähnliche Veränderung beobachtet wie in (a), jedoch möglicherweise mit geringerer Spannung aufgrund der geringeren Anzahl von Windungen.

Sind die so richtig?

Bild zum Beitrag
Experiment, Studium, Schule, Elektronik, Strom, Bildung, Magnet, Unterricht, Elektrotechnik, Spannung, Beobachtung, Durchführung, Elektrizität, Formel, Induktion, Magnetismus, Physik, Physiker, Protokoll, Schaltung, Widerstand, Elektromagnetismus, Magnetfeld

Umpolung im Gleichstrommotor ergibt keinen Sinn?

Die erste abbildung verstehe ich ja noch.

Vom MInuspol kommen elektronen, die gelangen dann über die Kohlebürste in die Kupferlamelle und dann in den Draht, der die schraube auf der oberen seite umwickelt. Wenn man dann die Linke-Faust-Regel anwendet (also linke Hand umschließt den Draht, der Daumen zeigt in elektronenflussrichtung und die Richtung, in die die Finger zeigen, ist dann auch die der Magnetfeldlinien. Deshalb zeigt das Magnetfeld (siehe kleine eingezeichnete Pfeile) vom unteren teil der Schraube zum oberen. daher ist unten der Nordpol und oben der Südpol.

Und da Südpol der schraube und Nordpol des Stators sich anziehen, dreht sich die Schraube gegen den Uhrzeigersinn.

Und dann wenn wenn der Nordpol und Südpol gegenüber liegen, wird der Elektronenfluss, da die Kohlebürste die Kupferlamelle nicht mehr berührt, unterbrochen und das Magnetfeld der Schraube aufgehoben. Dadurch wird die schraube netral und nicht mehr direkt von den Statormagneten angezogen und dreht sich noch etwas durch den Schwung von alleine weiter, bis die KOhlebürste wieder die Kupferlamelle berührt und der Elektronenfluss wirder läuft.

Nur das komische ist, dass Leute sagen, dass man den elektronenfluss umpolen muss.. ABER WIESOOO???

Wenn man jetzt diese Umpolung machen würde, siehe Abb.2, würden die ELektronen von dem anderen Pol, also in der Abb. von unten kommen. Dann würde siehe Pfeile das Magnetfeld der Schraube von dem oberen Teil der Schraube nach unten gehen, also von Nordpol nach Südpol. Und da sich der Nordpol der schraube und der südpol des Stators anziehen, würde sich die schraube diesmal mit dem Uhrzeigersinn drehen...

Also würde es, wenn man eine Umpolung macht, ständig ne halbe UMdrehung links und dann ne halbe Umdrehung rechtsrum machen, aber das wollen wir ja nicht!!!!!!

Durch meine Abbildungen kann man doch sehen, dass damit die schraube sich immer weiterdreht, keine Umpolung stattfinden sollte, sondern immer vom gleichen Pol die Elektronen kommen sollten..

UNd bitte schickt mir keine youtube-erklär-videos. Ich hab mir bereits etliche angsehen und es da immer verstanden, aber als ich mir selber so etwas gezeichnet hab, hat es gar keinen Sinn mehr gemacht...

Wo liegt mein fehler bei der Zeichnung??

LG, Mayu

Bild zum Beitrag
anders... unzwar: 67%
Elektronenfluss falsch gezeichnet (??) 33%
Magnetfeld Schraube falsch gezeichnet 0%
jetzt bin ich selber verwirrt xD 0%
Elektromotor, Magnet, Motor, Magnetismus, gleichstrommotor, Magnetfeld, magnetisch

Wieso liegt eine Induktionsspannung vor, wenn sich der magnetische Fluss ändert und nicht generell bei einer Bewegung eines Leiters im magnetischen Feld?

Kurz ein paar Worte zu mir, um das Niveau der Antworten entsprechend anzupassen:

Ich bin ein mathematisch interessierter Oberstufenschüler der nicht davor zurückschreckt, wenn entgegen dem Schulstoff ein paar Vektoren in der Erklärung vorkommen aber noch nicht studiert hat. Mein Ziel ist es die Sachen wirklich zu verstehen und nicht nur hinzunehmen.

In der Schule haben wir zur Einführung für die Induktion einen Metallstab der mit einem Spannungsmessgerät verbunden war in ein Magnetfeld bewegt. Das Spannungsmessgerät ist ausgeschlagen.

In einem Magnetfeld wirkt auf bewegte Ladungen die Lorentzkraft. Dadurch, dass der Stab bewegt wurde, wurden auch die Elektronen, also geladene Teilchen, im Stab bewegt. Auf sie wirkt also eine Lorentzkraft. Die Lorentzkraft ist orthogonal sowohl zur Richtung des Magnetfeldes als auch zur Bewegungsrichtung der Ladungen. Durch die Lorentzkraft werden die frei beweglichen Elektronen im Stab zur Seite geschoben. Auf der einen Seite liegt jetzt ein Elektronenüberschuss und auf der anderen Seite ein Elektronenmangel vor. Deshalb gibt es eine Ladungsdifferenz und somit auch eine Spannung.

Nun zu meinem Problem. Die Lorentzkraft wirkt, solange sich die Elektronen im Leiter durch ein Magnetfeld bewegen. Also müssten die Elektronen solange zur Seite geschoben werden, wie der Leiter durch das Magnetfeld bewegt wird. Demnach müsste auch eine Spannung induziert werden, solange sich der Leiter durch das Magnetfeld bewegt.

In der Realität ist die Induktionsspannung aber von der Änderung des magnetischen Flusses abhängig. Der Leiter und somit die Elektronen können sich noch so lange durch das Magnetfeld bewegen. Es wird trotzdem keine Spannung induziert, weil sich die vom Magnetfeld durchsetzte Fläche nicht ändert. Aber eigentlich müsste doch allein schon durch die Bewegung des Leiters die Lorenmtzkraft wirken.

Danke fürs klarstellen.

Habe gerade https://www.gutefrage.net/frage/warum-braucht-man-eine-flaechenaenderung-oder-magnetfeldaenderung-fuer-induktion gefunden. Meine Frage ist ein Duplikat. Hier wurde erklärt, dass sich die Induktion nicht nur mit der Lorentzkraft herleiten lässt sondern als Phänomen entdeckt wurde. Vielleicht hat ja noch jemand eine anschauliche Erklärung.

Induktion, Magnetismus, Elektromagnetismus, Lorentzkraft, Magnetfeld

Meistgelesene Beiträge zum Thema Magnetismus