05 Magnetismus

Die Stärke des magnetischen Feldes nimmt mit zunehmender Entfernung vom Leiter ab. 

(Je grösser die Entfernung vom Leiter desto schwächer die stärke des magnetischen Feldes.)

Auf dennLeiter wirkt eine Kraft

Hält man die Linke hand so, dass die Feldlinien vom Norpol her auf die Innenfläche der Hand uftreten und die augestreckten Finger in Stromrichtung zeigen, dann zeigt der abgespreizte Daumen in Richtung der Ablenkkraft

(Motorregel)

Die Richtung der Ablenkkraft F hängt von der Richtung des Magnetfeldes und von der Stromrichtung im Leiter.

a) Es wirkt eine Kraft senkrecht zum Magnetfeld und senkrecht zum Leiter.

b) Bei Wechselstrim ändert die Richtung immer, deshalb bleibt der Leiter in der mitte.

a) Fliesst der Strom in beiden Leitern in gleicher Richtung, so umschlingt das gemeinsame Feld beide Leiter. Die Feldlinien wollen sich verkürzen und es entsteht eine Anziehungskraft= Anziehung der Leiter

b) Fliesst der Strom in entgegengesetzter Richtung, so verstärkt sich ZWISCHEN den Leitern das Magnetfeld, und es entsteht eine abstossende Kraftwirkung= Abstossung der Leiter

Bei Kurzschlussfall sind die Kräfte sehr gross. besondere mechanische befestigungen müssen kurzschlussfest gemacht werden.

• Je grösser der Leiterstrom I desto grösser die Kraftwirkung
• Je grösser die magnetische Flussdichte B, desto grösser die Kraftwirkung
• Je grösser die wirksame Leiterlänge l, desto grösser die Kraftwirkung
• Je grösser die Anzahl Leiter z, f^desto grösser die Kraftwirkung

F= B*I*l*z

Spulenregel: Legt man die Rechte Hand so um die Spule, dass die Finger in Stromrichtung zeigen, dann zeigt der abgespreizte Daumen zum Nordpol der  Spule.

• Elektromotoren
• Gleichstrommotoren
• Messgeräte
• Generatoren

Eisen leitet den Magnetischen Fluss ca. 10'000 mal besser als Luft. Ein Eisenkern erhöht die magnetische Flussdichte wesentlich

• Der magnetische Fluss ist die Gesamtzahl aller magnetischen Feldlinien eines Dauermagneten oder einer Spule. Die Einheit ist Vs (Voltsekunde) mit dem besonderen Einheitsnamen Weber (Wb) 
• Je stärker der Strom ist, desto stärker ist auch der magnetische Fluss. Eine Spule von 600 Windungen und 2A hat eine gleich grosse Kraft wie eine Spule von 1200Windungen und 1A. Bei einer Spule wird der magnetische fluss grösser wenn die Windungen mehr sind.

• Man muss sich eine Feldlinie vorstellenen, die alle Stromdurchflossenen Leitern einer Spule umfasst. Diese entstandene Fläche wird von Strömen durchflutet. Das Produkt von Stromstärke I und Windungszahl N ergibt die Elektrische Durchflutung theta. Theta= I*N.   Die Einheit für Theta ist Ampere (A)  

• Die Magnetische Feldstärke H ist die Konzentration der magnetischen Energie. Die Magnetische Wirkung ist umso grösser je grösser die elektrische Durchflutung theta und je kleiner die Spulenlänge ist. Der Quetient aus der elektrischen Druchflutung theta und der Spulenlänge l nennt man magetische Feldtärke H. Die Einheit ist A/m 

Die Wirkung des Magnetfeldes äussert sich durch die magnetische Flussdichte. Der Magnet hat eine grössere kraftwirkung je dichter die magnetischen Feldlinien sind also, je grösser der magnetischer Fluss phi und je kleiner die Fläche ist, die von ihm durchgesetzt wird. Der Quetient aus magnetischen Fluss phi und der Fläche A nennt man magnetische Flussdichte B. Die Einheit für die Magnetische Flussdichte ist Tesla oder Vs/m² oder Wb/m²

Es entstehen 2 neue Magnete mit je einem Südpol und einem Nordpol.

Bei den Polen (Süd und Nord)

(S82)

In der mitte zwischen den Polen des Magneten ist keine magnetische Kraftwirkung vorhanden. Diesen kleinen Grenzbereich nennt man neutrale Zone.

Denkt man sich die Teilung der Magnete weiter fortgesetzt bleiben schliesslich kleinste, nicht weiter Teilbate Teilchen übrih. Diese nennt man Elementarmagnete.

(S82)

Magnetisierbare Stoffe. Stoffe die von Magneten angezogen werden.

Eisen, Nickel, Kobalt

(S82)

Permanent Magnetismus

Dauermagnete= Permanentmagnete

(S82)

Dauermagnete= Hartmagnetisch, da der Stoff den Magnetismus über eine lange Zeit behaltet. 

Entmagnetisierung ist nur mit hohem Energieaufwand möglich.

Kompassadel

Haftmagnete 

Dichtung Kühlschranktüre

Reedkontakte

• Mit einem Dauermagneten bestreichen, damit die ungeordnete weissche Bezirke ausgerichtet werden.

(Weissche Bezirke= In ferromagnetischen Stoffen existieren kleine Bereiche, in denen die Elementarmagnete gleichmässig ausgerichtet sind. Diese Bereiche werden weissche Bezirke genannt.)

• Gehärtetes Eisen in DC Spule.

• Mit erhitzen.
• Durch erschütteln.
• Eisen in AC Spule und strom herunterfahren.

Weichmagnetsche Werkstoffe

Schützen, Relaus, Türöffner, Transformatoren

Unpolung von Elementramagnete (weissche Bezirke )