Magnetfeld einer schlanken Spule - lehrer.uni

LGÖ Ks
Ph 11 2-stündig
Schuljahr 2015/2016
Hausaufgaben zu: Magnetfeld einer schlanken Spule
1) Überlege eine anschauliche Begründung, warum die magnetische Flussdichte an den Enden
einer schlanken Spule halb so groß ist wie im Innern der Spule.
2) In einer schlanken Spule der Länge 1 m und der Windungszahl 2000 wird
durch den Erregerstrom I1 = 100 mA ein homogenes Magnetfeld erzeugt.
In diesem Magnetfeld befindet sich eine stromdurchflossene rechteckige
Flachspule mit der Windungszahl 500 und der Breite 5 cm (siehe
Abbildung).
I1
Fließt durch die Flachspule der Strom I 2 , so greift an ihr zusätzlich zur
Gewichtskraft eine Kraft vom Betrag 3 mN nach unten an.
Berechne die Stromstärke I 2 in der Flachspule.
Zeichne in einer Skizze die Richtung des Magnetfelds im Innern der schlanken Spule und
kennzeichne, welcher Anschluss der Flachspule an den Pluspol und welcher Anschluss an den
Minuspol angeschlossen ist.
Hinweis: Die eingezeichnete Stromrichtung I1 in der schlanken Spule ist die technische
Stromrichtung, also vom Pluspol zum Minuspol. Die Elektronen bewegen sich in der
entgegengesetzten Richtung.
3) Es soll eine Spule gebaut werden, in deren Innern die magnetische Flussdichte 1 Tesla erzeugt
werden kann. Zur Verfügung stehen ein zylindrischer Spulenkörper der Länge 50 cm mit dem
Durchmesser 7 cm und Gusseisen ( µ r = 800 ). Auf den Spulenkörper wird dünner Draht
gewickelt, durch den ein Strom der Stärke 100 mA fließen darf.
Berechne (näherungsweise!), wie viel Draht benötigt wird.
Magnetische Feldkonstante: µ 0 = 1, 26 ⋅ 10−6
5a_auf_magnetfeldeinerschlankenspule
Tm
A