Magnetfeld im Inneren einer stromdurchflossenen Spule

Magnetfeld im Inneren einer stromdurchflossenen Spule
Versuchsbeschreibung:
Eine Spule ist von einem Strom I durchflossen. Im Inneren entsteht ein homogenes
magnetisches Feld. Dieses magnetische Feld wird mit einer Hall-Sonde gemessen und in
Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren untersucht. Durch Zwischenschalten von
Widerständen kann die Stromstärke geändert werden.
Messwerte der Versuchsreihen:
Magnetisches Feld innerhalb einer stromdurchflossenen Spule in Abhängigkeit von
der Stromstärke
Stromstärke I Stromstärke
in mA
I in A
Magnetische
Feldstärke B in
mT
Magnetische
Feldstärke B in T
Quotient
B/I
59,1
0,0591
0,03
0,00003
0,000507
115,6
0,1156
0,06
0,00006
0,000519
235
0,235
0,13
0,00013
0,000553
318,7
0,3187
0,17
0,00017
0,000533
Magnetisches Feld innerhalb einer stromdurchflossenen Spulein Abhängigkeit von
der Anzahl der Windungen bei unterschiedlicher Länge
Windunge
n
Stromstärke I
in mA
Stromstärke I
in A
Magnetische
Feldstärke B in mT
Magnetische
Feldstärke B in T
100
312,6
0,3126
0,53
0,00053
200
304
0,304
0,62
0,00062
Magnetisches Feld innerhalb einer stromdurchflossenen Spulein Abhängigkeit von
der Anzahl der Windungen bei gleicher Länge von 16cm (Windungsdichte)
Windungsdichte Stromstärke Stromstärke Magnetische Magnetische
n/l
I in mA
I in A
Feldstärke B Feldstärke B
in mT
in T
Quotient
B/(n/l)
75/0,16
320,9
0,3209
0,15
0,00015
0,00000032
150/0,16
320,2
0,3202
0,33
0,00033
0,000000352
Magnetisches Feld innerhalb einer stromdurchflossenen Spule in Abhängigkeit vom
Durchmesser bei gleicher Länge (16cm) und 300 Windungen
Durchmesser
Stromstärke I
in mA
Stromstärke I
in A
Magnetische
Feldstärke B in mT
Magnetische
Feldstärke B in T
dünn
304,5
0,3045
0,64
0,00064
mittel
299,7
0,2997
0,64
0,00064
dick
295,2
0,2952
0,61
0,00061
Ergebnis:
Die Versuchsreihen lassen schließen, dass die Feldstärke B proportional zur Stromstärke I
und zur Windungsdichte n/l ist.
Damit ergibt sich die Formel
B=o*I*(n/l)

mit der magnetischen Feldkonstante o.