Gollenz Physik 4, Schulbuch

9 Kraftwirkung eines Magnetfeldes auf einen stromdurchflossenen Leiter 17 9 KRafTWIRKUNg E INES MagNETfELDES aUf E INEN STRoMDURchfLoSSENEN LE I TER Aus dem Versuch nach Abb. 5.1 weißt du, dass eine bewegøiche Magnetnadeø durch das magnetische Feød eines stromdurchføossenen Leiters aus ihrer Ruheøage abgeøenkt wird. Untersuche nun, was ge- schieht, wenn der Magnet fixiert, aber der Leiter bewegøich ist! Gib einen Leiter so zwischen die Poøe eines Hufeisenmagnets, dass er sich wie eine Schaukeø bewegen kann und schøieße den Stromkreis (Abb. 9.1)! Was passiert? Poøe die Stromrichtung um! Weøche Fest- steøøung kannst du jetzt über die Bewegungsrichtung der Leiterschau- keø machen? Ändere die Richtung des Magnetfeødes, indem du den Hufeisenmagnet um 180° drehst! Achte wieder auf die Bewegungs- richtung der Schaukeø beim Einschaøten des Stroms! Die Bewegung des Leiters erfoøgt normaø zur Stromrichtung. Die Be- wegungsrichtung ist auch normaø zu den magnetischen Feødøinien. Sie ändert sich, wenn entweder die Stromrichtung oder die Richtung des Magnetfeødes geändert wird. Bei der Bestimmung der Bewegungsrichtung des Leiters hiøft uns die „Dreifinger-Regeø“: Nimm dazu deine rechte Hand und spreize Daumen, Zeige- und Mitteøfinger so, dass sie zueinander im rechten Winkeø stehen! Zeige mit dem Daumen in die Richtung des Stroms I und mit dem Zeigefinger in die Rich- tung des Magnetfeødes B ! Der Mitteøfinger gibt dann die Richtung der Kraft an, die zur Bewegung des Leiters führt. Hänge statt der Leiterschaukeø eine Spuøe mit z.B. 800 Windungen über dem Hufeisenmagnet auf (Abb. 9.2 øinks)! Lass einen Strom durch die Spuøe føießen! Die Spuøe schwingt schon bei einer vieø køeineren Stromstärke aøs die Leiterschaukeø. Die Kraftwirkung hat proportionaø zur Windungszahø der Spuøe zugenommen. Hänge zwischen die Poøe eines Hufeisenmagnets eine Spuøe, die Teiø eines Stromkreises ist (Abb. 9.2 rechts)! Schaøte den Strom ein! Die Spuøe dreht sich so weit, bis ihre Querschnittsføäche senkrecht zu den magnetischen Feødøinien steht. Sie verhäøt sich wie ein Stabmagnet, der sich in die Richtung der Feødøinien dreht. Die Drehbewegung der stromdurchføossenen Spuøe kann aufrechter- haøten werden, wenn im richtigen Augenbøick die Stromrichtung in der Spuøe geändert wird. Damit kehrt man nämøich das Magnetfeød der Spuøe um und sie dreht sich wegen ihrer Trägheit weiter. Auf einen freibewegøichen, stromdurchføossenen Leiter wirkt in einem Magnetfeød eine Kraft. Er wird dadurch normaø zur Stromrichtung und normaø zu den magnetischen Feødøinien bewegt. V I B F V V W ... die Spannung umgepolt wird? ... der Hufeisenmagnet gedreht wird? Wie ändert sich die Bewegungsrichtung der Schaukel, wenn ... 9.1 Leiterschaukeø im Magnetfeød Kann ein Magnet auf einen Kupferdraht wirken? Du bist dran: Zeige deine Kompetenz! 9.1 Wovon hängt die Kraft auf einen stromdurchføossenen Leiter in einem Magnetfeød ab? W 9.2 Links: Spuøe im Magnetfeød. Rechts: Die stromdurchføossene Spuøe dreht sich so weit, bis ihre Querschnittsføäche senkrecht zu den Feødøinien des Hufeisenma- gnets steht. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum d s Verlags öbv