Herzlich Willkommen zum ultimativen Falkenbergschen-Elektromagnetismus.


In den folgenden Zeilen werden wir, Martin M. und Benny St., Ihnen einen ganz trivialen Einblick in den Elektromagnetismus um den stromdurchflossenen Leiter geben.
Wenn Sie nach dem Studium dieser Seiten immer noch Fragen haben, bitten wir Sie, das gelernte ganz trivial zu substituieren und dann zu verstehen.

Die Erläuterungen stammen teilweise aus einem schriftl. Referat, wurden aber fürs Web neu bearbeitet.

1. Einführung in den Elektromagnetismus

2. Elektromagnetismus um einen einfachen Leiter

3. Elektromagnetismus in und um eine Spule

4. Zusammenfassung


1. Einführung in den Elektromagnetismus

Unter Elektromagnetismus versteht man die physikalischen Ereignisse die mit der Wirkung von elektrischen Ladungen zu tun haben. Zu diesem Gebiet der Physik gehört auch alles, was mit elektromagnetischer Strahlung zu tun hat.
Durch die Entdeckung, dass ein in einem Leiter fließender Strom ein magnetisches Feld erzeugt, konnten viele bahnbrechenden Entwicklungen gemacht werden. Kein Computer, Fernseher oder Radio könnte so funktionieren. Alle diese Anwendungen beruhen auf dem Elektromagnetismus, bzw. der Umkehrfunktion "Induktion".


2. Elektromagnetismus um einen einfachen Leiter

Oerstedt hat 1820 herausgefunden, dass um stromdurchflossene Leiter ein Magnetfeld existiert. Er bemerkte, dass jede Bewegung von elektrischen Ladungen von einem Magnetfeld begeleitet wird. Die Stärke des Magnetfeldes hängt jedoch nicht von der angelegten Spannung ab, sondern nur vom Strom. Je stärker der Strom ist, desto stärker ist das Magnetfeld. Das Magnetfeld dreht sich, senkrecht zum Leiter, im Uhrzeigersinn wenn man parallel in Richtung des Stromes schaut.

Blick von unten in Stromrichtung

Die Feldlinien eines geraden Leiters bestehen aus unendlich vielen konzentrischen (= mit einem Zentrum) angeordneten Kreisen. Die Kreise verlaufen senkrecht zum Leiter. Der Leiter selbst stellt den Mittelpunkt dar.

Man kann sich die Magnetfeldrichtung auch anhand der sog. Korkenzieher-Regel merken. Ein Korkenzieher wird im Uhrzeigersinn (Magnetfeldrichtung) eingedreht (Stromrichtung).

Eine weitere Möglichkeit ist die Rechte-Hand-Regel:
Der Daumen zeigt dabei in Stromrichtung (von + nach -), und die Finger, die den Leiter umschließen, zeigen die Magnetfeldrichtung an.

Zum Elektromagnetismus gibt es sehr viele Versuche:
Der einfachste dürfte die Messung des Magnetfelds mittels einer gut gelagerten Kompassnadel an einem stromdurchflossenen Leiter sein.
Es zeigt sich, dass sich die Kompassnadel, in diesem Versuch, mit ihrer Nordseite zum Draht bewegt. Bei einer Bewegung um den Leiter herum, macht sie eine Drehung um 360° macht. Wenn man die Spannung umpolt, dreht sich die Magnetnadel 180° um sich selbst. D.h.: Die Magnetfeldrichtung um einen stromdurchflossenen Leiter ist abhänig von der Stromrichtung, nicht aber von der Position am Leiter. Wenn man mit der Magnetnadel am Leiter hochfährt, dreht sich die Nadel nicht.


3. Elektromagnetismus in und um eine Spule

Ein einzelner Draht, hat keine starke magnetische Kraft, deswegen wäre ein langer Draht in einem kleinen Raum ideal, um ein stärkeres Magnetfeld zu erzeugen.
Dazu wickelt man aus einem Draht eine Spule.
Man erhält, wenn man Strom anlegt, einen Elektromagneten der sich wie ein Stabmagnet verhält:
Das Feldlinienbild ist genau gleich, und im Inneren der Spule ist das Feld homogen.

Auch hier gelten die Gesetzte der Korkenzieher-Regel, bzw. der Rechten-Handregel.
Da die Feldlinien der einzelnen Drahtwindungen in die gleiche Richtung zeigen, verstärkt sich das Magnetfeld in einer Spule stark. Wenn man zusätzlich noch einen Eisenkern in die Spule einbringt, wird das Magnetfeld zusätzlich stärker.


Zusammenfassung:

Gerader Leiter ----- Korkenzieher ----- Spule

Feldlinien-Richtung ----- Drehrichtung ----- Stromrichtung

Stromrichtung ----- Laufrichtung ----- Feldlinien-Richtung


--- Stand: 28.11.2001 ---


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