Definition der Magnetischen Flussdichte

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Definition der Magnetischen Flussdichte - Zusatzaufgaben
1. Ein Leiter der Länge 10cm wird von einem Strom der Stärke 2A durchflossen und erfährt in einem
Magnetfeld, dessen Feldlinien orthogonal zum Leiter verlaufen, eine Magnetische Kraft vom Betrag
0,005 N . Berechnen Sie den Betrag der Magnetischen Flussdichte.( 0,025T )
2. Berechnen Sie den maximalen Betrag der Magnetischen Kraft auf einen 5cm langen Leiter, der von
einem Strom der Stärke 1,5A durchflossen wird und sich orthogonal zu einem Magnetischen Feld mit
einer Flussdichte vom Betrag 0,1T befindet. ( 7,5mN )
3. Ein gerader, von einem Strom der Stärke 4,52A durchflossener Leiter befindet sich in einem homogenen Magnetfeld. Die Stromrichtung und die Magnetischen Feldlinien schließen einen Winkel von
45° ein. Die magnetische Flussdichte hat den Betrag 2,33 ⋅ 10 -3 T . Berechnen Sie den Betrag der
Magnetischen Kraft, die auf ein 5cm langes Stück dieses Leiters wirkt. ( 3,72 ⋅ 10 −4 N )
4. Ein gerader Leiter hat die Länge 0,1m und wird von einem Strom der Stärke 2,5A durchflossen. Der
Leiter befindet sich in einem homogenen Magnetfeld der Flussdichte 5,5 ⋅ 10 -2 T ; es wirkt auf ihn eine
Magnetische Kraft mit dem Betrag 9,72 ⋅ 10 -3 N . Berechnen Sie die Weite des Winkels, den Leiter und
Magnetische Feldlinien einschließen. ( 45° )
5. Das Magnetfeld eines für ein Drehspulmessinstrument verwendeten Magneten hat die magnetische
Flussdichte vom Betrag 0,0012T . Berechnen Sie die Stärke des durch die Drehspule fließenden
Stroms, wenn auf ein 15mm langes Stück des Drahtes eine Magnetische Kraft mit dem Betrag
4,5 ⋅ 10 -7 N wirkt. ( 25mA )
6. Ein gerades Leiterstück befindet sich in einem Magnetfeld mit der Flussdichte 1,4 ⋅ 10 -3 T . Der Leiter
wird von einem Strom der Stärke 4,4A durchflossen und schließt mit den Feldlinien den Winkel 60°
ein. Berechnen Sie die Länge des Leiterstücks, wenn es eine Magnetische Kraft vom Betrag
5,3 ⋅ 10 -4 N erfährt. ( 10cm )
7. Ein Strom der Stärke 10A , der ein 5cm langes Drahtstück durchfließt, erfährt in einem senkrecht
zum Leiter stehenden Magnetischen Feld eine Kraft vom Betrag 0,02N . Berechnen Sie die Flussdichte des Magnetfeldes. ( 0,04T ) Nun wird der Leiter so gedreht, dass er einen Winkel mit den Feldlinien
einschließt. In dieser Stellung erfährt er gerade die halbe Kraft wie in der Ausgangsstellung. Berechnen Sie die Weite des Winkels. ( 30° )
8. Im Experiment zur Definition der Magnetischen Flussdichte mit der Stromwaage taucht eine rechteckige Prüfspule mit 50 Windungen mit ihrer 5cm langen Seite in den engen Spalt des Magnetischen
Feldes der Feldspule ein. Fließt ein Strom der Stärke 100mA durch die Prüfspule, so ist eine Kraft
vom Betrag 6,25mN nötig, um die Waage wieder auszutarieren. Berechnen Sie den Betrag der Magnetische Flussdichte im Innern der Feldspule. ( 0,025T )
9. Ein gerader Draht der Länge 0,5m verläuft lotrecht und wird von einem Strom der Stärke 6A von
unten nach oben durchflossen. Er ist von einem homogenen Magnetfeld der Stärke 7 ⋅ 10 -2 T umgeben, das horizontal nach Norden gerichtet ist. Berechnen Sie den Betrag der auf den Draht wirkenden
Magnetischen Kraft. ( 0,21N )
10. In Quebec (Kanada) hat die Horizontalkomponente der Magnetischen Flussdichte des erdmagnetischen Feldes exakt Süd-Nord-Richtung, schließt mit der nach Norden weisenden Horizontale einen
Winkel von 75° (Inklinationswinkel) ein und weist in die Erde hinein. Der Betrag der Flussdichte
beträgt 5,5 ⋅ 10 −5 T . Berechnen Sie den Betrag der Magnetischen Kraft auf ein 1m langes, gerades und
von einem Strom der Stärke 2A durchflossenes Leiterstück, das a) horizontal von Süden nach Norden (1,06 ⋅ 10 −4 N ), b) horizontal von Westen nach Osten ( 1,10 ⋅ 10 −4 N ) und c) vertikal von oben nach
unten ( 2,85 ⋅ 10 −5 N ) verläuft.
© 2005 Thomas Unkelbach
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