Experimente vom 30.05.2011

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Experimentalphysik 2, SS 2011
Experimente vom 30.05.2011
H7 Barlow‘sches Rad als Spannungsquelle:
rotierendes Kupferrad
Spannungsmessung
zwischen Achse und Rand
inhomogenes
Magnetfeld
Kontakt zum Radrand
(flüssiges Galinstan =
Galliumlegierung)
 mitrotierende Elektronen in der Kupferscheibe werden durch
Lorentz-Kraft radial abgelenkt
 partielle Ladungstrennung entlang des Radius
 es entsteht eine induzierte Spannung analog zu einer Hall-Spannung
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Experimentalphysik 2, SS 2011
H22 Thomson‘scher Ringversuch:
Eisenkern
(Verstärkung des
Magnetfeldes)
Aluminium-Ring
Spule zur Erzeugung
eines Magnetfeldes
 offener Aluminium
Aluminium-Ring
Ring reagiert nicht auf Magnetfeldänderung
 geschlossener Aluminium-Ring wird beim Einschalten hochgeschossen
 nur im geschlossenen Ring kann ein Kreisstrom fließen und ein
magnetisches Moment erzeugen, das der Ursache entgegenwirkt
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H21 Lenz‘sche Regel:
Spule zur Erzeugung
eines Magnetfeldes
g
frei aufgehängter
Aluminium-Ring:
Kreisstrom erzeugt
Magnetfeld
 beim Einschalten des Magnetfeldes wird der Ring abgestoßen
 beim
b i Ausschalten
A
h lt des
d Magnetfeldes
M
tf ld wird
i d der
d Ring
Ri angezogen
 Lenz`sche Regel: im Ring induzierte Spannung wirkt der Ursache entgegen
Einschalten: Ursache = wachsendes Magnetfeld
 durch Kreisstrom erzeugtes Magnetfeld schwächt Magnetfeld der Spule
Ausschalten: Ursache = sinkendes Magnetfeld
 durch Kreisstrom erzeugtes Magnetfeld verstärkt Magnetfeld der Spule
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H30 Wirbelstromdämpfung:
Pendel
Mü
Münzeinwurf
i
f
homogenes
g
Magnetfeld
homogenes
Magnetfeld
Umschalter
 metallische Münzen werden im Magnetfeld stark abgebremst
 metallisches Pendel wird im Magnetfeld stark gedämpft
 geschlitztes Pendel wird viel schwächer gedämpft
(Kreisströme sind unterdrückt)
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H30.1 Fallender Magnet im Kupferrohr:
Stahlkugel
 Stahlkugel wird in
Kupferrohr fallen
gelassen
 Stahlkugel fällt im
Kupferrohr sehr
schnell
Kupferrohr
kugelförmiger
Magnet
Kupferrohr
kugelförmiger
g
g
Magnet
Kupferrohr
Stahlkuge l
Kupferrohr
 kugelförmiger
Magnet wird im
Kupferrohr fallen
gelassen
 kugelförmiger
Magnet fällt im
Kupferrohr
extrem langsam
 Wirbelströme im
Rohr wirken der
Bewegung
entgegen
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H31.1 Wechselstromdynamo:
Hufeisenmagnet
(homogenes
Magnetfeld)
Kontakte der Spule
drehbare Spule
U(t)
Handrad
t
 b
beim
i Drehen
D h im
i homogenen
h
Magnetfeld
M
tf ld ändert
ä d t
sich in der Spule der magnetische Fluss
 in der Spule wird eine Wechselspannung induziert
 Prinzip des Dynamos