Kraft auf stromdurchflossenen Leiter Datei

Elektrizitätslehre – Kraft auf stromdurchlossenen
Leiter
Grundkurs PH 11
Stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld
Video Schaukel-Experiment zeigen.
Hypothesen:
Wovon könnte der Schaukelausschlag wie abhängen?
Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008
06.02.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz
Elektrizitätslehre – Kraft auf stromdurchlossenen
Leiter
Grundkurs PH 11
Stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld
A
I
l
Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008
F
06.02.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz
Elektrizitätslehre – Kraft auf stromdurchlossenen
Leiter
Grundkurs PH 11
Stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld
Genauere Untersuchung zeigt:
Bei konstanter Länge l ist die Kraft um so größer, je größer die
Stromstärke ist:
F~I
Bei konstanter Stromstärke l ist die Kraft um so größer, je länger
der stromdurchflossene Leiter ist, der sich im Magnetfeld
befindet:
F~l
Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008
06.02.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz
Elektrizitätslehre – Kraft auf stromdurchlossenen
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Grundkurs PH 11
Stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld
Zusammenfassung:
F ∼I ⋅ l
oder nach Quotientenbildung
F
= constant
I ⋅l
Weitere Untersuchungen zeigen, dass in stärkeren Magnetfeldern der Quotient größer wird und in schwächeren kleiner.
Somit eignet sich der Quotient zur Kennzeichnung der Stärke
des Magnetfeldes. Aus historischen Gründen bezeichnet man die
Größe als magnetische Flussdichte.
Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008
06.02.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz
Elektrizitätslehre – Kraft auf stromdurchlossenen
Leiter
Grundkurs PH 11
Lehrbuch: magnetische Flussdichte als phys. Größe
Bedeutung:
Die magnetische Flussdichte gibt an, wie stark ein
Magnetfeld ist.
Formelzeichen:
Einheit:
B
1 T (Tesla); 1T = 1 N·A-1·m-1
Unter der Bedingung ...
F
B =
I ⋅l
Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008
F := Kraft auf stromdurchflossenen Leiter
I := Stromstärke durch den Leiter
l := Länge des Leiters
06.02.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz
Elektrizitätslehre – Kraft auf stromdurchlossenen
Leiter
Grundkurs PH 11
Übungsaufgabe
Ein Leiter von 4,0 cm Länge befindet sich in einem Magnetfeld
und wird von einem Strom der Stärke 5,1 A durchflossen. Auf ihn
wirkt eine Kraft von 2,2  10-2 N.
Wie groß ist die magnetische Flussdichte des Feldes?
Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008
06.02.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz
Elektrizitätslehre – Kraft auf stromdurchlossenen
Leiter
Grundkurs PH 11
Übungsaufgabe
Gesucht:
Gegeben:
B in T
l = 4,0 cm = ??? m
I = 5,1 A
F = 2,2  10-2 N
Analyse:
Gesetzmäßigkeiten:
Lösung:
Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008
06.02.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz
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Grundkurs PH 11
Übungsaufgabe
Lösung:
B =
F
I ⋅l
−2
2,2⋅10 N
B =
5,1 A ⋅ 4,0 m
B = 0,11T
Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008
06.02.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz