Modell „Magnetfeld einer Spule“ - MSW-Shop

Magnetismus
Lehrwerkstätten und Berufsschule
für Mechanik und Elektronik
CH-8400 Winterthur
Zeughausstrasse 56
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Modell „Magnetfeld einer Spule“
PA7572
mit 1.5 A
einen Spulenstrom von 50 A
erzeugen!
Ein Modell, an dem Richtung und Form von Magnetfeldern an einer Spule sichtbar werden.
Die Richtung des Magnetfeldes wird mit Kleinmagnetnadeln, die Form mit Eisenfeilspänen sichtbar
gemacht. Der klarsichtige Tisch ist so angeordnet, dass die „Feldlinienbilder“ mit einem Hellraumprojektor projiziert werden können.
Das Modell zeigt eine Spule mit 7 Windung. Der Spulendraht ist ein Kabel mit 34 Adern, welche in
Serie mit max. 1.5 A Strom durchflossen werden und so einen „Spulenstrom“ von 50 A erzeugen.
Technische Daten
Tischrahmen aus Kunsstoff und Aluminium: H x L x B = 80 x 450 x 200 mm.
Spule mit 7 Windungen in Plexiglasplatte eingezogen. Spulen Ø ca. 80 mm; Länge 130 mm
Anschlüsse auf Buchsen D= 4 mm rot, blau
Speisung: max. 1,5 A DC bzw. max. 12V DC
Zubehör 1 Fl. Antistatik-Flüssigkeit
Preis- und technische Änderungen vorbehalten
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Vor dem Versuch
Um mit Eisenspänen unverfälschte Feldlinienbilder zu erhalten, sind die Kunststofftischplatten ca. 1
Std. vor dem Versuch mit der Antistatikflüssigkeit einzureiben.
Pour éviter l‘ aimantation de la limaille par la force électro-statique vaporiser légerément de Spray
Anti-Static la plaque en matiére synthétique environ une heure avant l‘ essai. Puis essuyer avec un
chiffon.
2
Modellfunktionen
Das Modell entspricht einer liegenden Spule mit 7 Windungen. Der Klarsichttisch liegt quer in der
Spule. Jeder elektrische Strom erzeugt ein magnetisches Felder. Der um eine stromdurchflosse
Spule herrschende Raumzustand ist „magnetisch“. Entsprechend dem Raumzustand werden Eisenteile und Magnetnadeln ausgerichtet.
•
Das Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule bildet 2 Pole, einen Nord- und Südpol.n
•
Die Feldlinien sind umso dichter (stärker), je stärker der Strom ist. (Eisenspäne)
•
Die Richtung der Feldlinien hängt von der Stromrichtung ab. (Magnetnadeln)
2.1
Stromrichtung und Magnetfeld einer Spule
Rings um den Leiter werden einige Kleinmagnetnadeln ab Art. 7031 angeordnet, dann wird
an den Klemmen eine regelbare Gleichstrom
von max.1,5 A (max. 12 V) angelegt ( Polarität beachten ! ). Sobald ein Strom fliesst
werden die Kleinmagnetnadeln. Offensichtlich
erzeugt die stromdurchflossene Spule ein
magne-tisches Feld, welches
• an den Spulenenden stärker ist als an den
Längsseiten
• an den Spulenenden ausgeprägte Pole
bildet
Tauscht man die Polarität an den Buchsen, ändert also die Richtung des Stromes, so drehen alle
Magnetnadeln um 180°. Das Magnetfeld einer Spule ist von der Stromrichtung abhängig.
2.2
Form des Magnetfeldes an einer Spule
Um und in die Spule werden Eisenspäne Art. 7023 möglichst gleichmässig auf die Klarsichtplatte gestreut und dann eine Gleichspannung von max. 12 V an die Buchsen gelegt. Nun wird mit einem Finger leicht auf die Platte geklopft; die Eisenfeilspäne ordnen sich sofort nach den magnetischen Feldlinien, einerseits konzentrisch um die einzelnen Windungsleiter aber auch innerhalb und ausserhalb
der Spule. Feldlinien sind immer in sich geschlossen, haben keinen Anfang und kein Ende. Die Späne werden mit zunehmendem Abstand zur Spule weniger stark gerichtet (Feldabnahme durch Ausbreiten des Feldes im Raum). Das Magnetfeld innerhalb der Spule ist gleichgerichtet und hier am
dichtesten (stärksten); alle äusseren Feldlinien müssen ja hier durch. Das projizierte Bild wirkt eindrücklich.
Preis- und technische Änderungen vorbehalten
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N
S
Feldlinien einer Spule mit 7 Windungen; x = Strom fliesst von oben nach unten (Pfeilende)
Zur Erinnerung:
Regeln für Strom und Feldlinien
-
Blickt man in Flussrichtung des Leiterstromes, dann
umschliessen die Feldlinien den Leiter im Uhrzeigersinn.
-
Für die Stromrichtung in einem Verbraucher gilt:
Der elektrische Strom fliesst von der Plus-Klemme
(+) zur Minusklemme (-).
-
Rechte Handregel: Zeigt der Daumen der rechten
Hand in die technische Stromrichtung (+ nach -), so
geben die Finger die Richtung der magnetischen
Feldlinien an.
Preis- und technische Änderungen vorbehalten
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