Experimentelle Bestimmung der Magnetischen Flussdichte einer

Experimentelle Bestimmung
der Magnetischen Flussdichte
einer langen Spule
Präsentation von Martin Pilarski und Felix Golly
- 15.01.08 -
Versuchsaufbau
• lange Luftspule:
N = 1330
I = 2,3 A
L=1m
• CASSY mit
Kraftsensor
• Leiterbügel
L1 = 1 cm | L2 = 2 cm | L3 = 4 cm
Die UVW-Regel...
(oder Drei-Finger-Regel)
...besteht aus...
Ursache – Vermittlung – Wirkung
B
F
I
Die Magnetfeldrichtung einer Spule
• Rechte-Faust-Regel:
-vier Finger zeigen in die Wicklungsrichung der
Spule
-der Daumen in die des resultierende Magnetfelds
Die Leiterschleife im homogenen Magnetfeld
•
• F1 und F2 heben sich
auf, es wirkt nur F3
B
l
f x  = 0,16767 103  x  0,03333 103
f x  = 0,08233 103  x + 0,02000 103
Messreihen 3er
Leiterbügellängen in
Abhängigkeit
verschiedener
Stromstärken
f x  = 0,03867 103  x  0,02333 103
Physikalische Betrachtung
f x  = 0,03867 103  x  0,02333 103
mN
FI  = 0,03867
I
A
•Der Nullpunktsfehler ist vernachlässigbar klein
Aus der Ursprungsgeraden folgt:
F~ I
Und damit:
F
= const.
I
f x  = 4,29529 105  x  46
Physikalische Betrachtung
f x  = 4,29529 103  x  46
F
N
= 0,0042952 
L
I
Am
Der Nullpunktsfehler ist
vernachlässigbar klein
Aus der Ursprungsgeraden folgt:
F
~L
I
F
= const. = B
IL
B ist die „magnetische Flussdichte“ und stellt
eine charakteristische Größe für das
Magnetfeld dar.
Die Einheit für die „magnetische Flussdichte“ lautet Tesla:
B= 1
N
= 1T
Am
Vergleich Theorie und Experiment
Aus der Formelsammlung erhält man,
dass für das Innere einer langen
stromdurchflossenen Spule gilt:
B = μ0  μr 
NI
L
N
B th e o ≈ 0 ,0 0 3 8 4 4
Am
Also folgt für
das Experiment :
B=
mit:
N = 1330
I = 2,3 A
L=1m
μ0 = 4π 10 7
μr Luft   1
F
mN
= 0,004295
IL
Am
relativer Fehler des Experiment s : Δ  +11,73
Vs
Am
Vs
Am