Elektrotechnik Kapitel Magnetismus
Alle Fragen 1-58
Alle Fragen 1-58
-
- 1 / 58
-
Flashcards
Welche Stoffe sind magnetisierbar?
Eisen, Nickel, Kobalt und einige Legierungen (z. B. AlNiCo, Ferrite).
Welche Stoffe sind nicht magnetisierbar?
Kupfer, Aluminium, Silber, Gold, Kunststoff, Holz.
Welche Pole ziehen sich an, welche stoßen sich ab?
Ungleiche Pole (Nord-Süd) ziehen sich an, gleiche Pole (Nord-Nord, Süd-Süd) stoßen sich ab.
Welche Stoffe sind weichmagnetisch, welche hartmagnetisch?
Weichmagnetisch: Eisen, Silizium-Eisen (leicht entmagnetisierbar). Hartmagnetisch: Stahl, Ferrite (bleiben magnetisiert).
Wie verlaufen Magnetfeldlinien?
Immer vom Nordpol zum Südpol außerhalb des Magneten.
Wie beeinflussen sich zwei stromdurchflossene Leiter?
- Gleiche Stromrichtung: Anziehung.
- Entgegengesetzte Stromrichtung: Abstoßung.
Was ist die technische Stromrichtung?
Vom Pluspol (+) zum Minuspol (-).
Was ist die physikalische Stromrichtung?
Vom Minuspol (-) zum Pluspol (+).
Wie kann ein Magnetfeld verstärkt werden?
- Erhöhung der Stromstärke
- Mehr Windungen
- Weicheisenkern verwenden
Was ist die Einheit der magnetischen Feldstärke?
Ampere pro Meter (A/m).
Was beschreibt die magnetische Flussdichte?
Die Stärke des Magnetfelds pro Fläche (Tesla, T).
Welche Einheit hat die magnetische Flussdichte?
Tesla (T).
Welche Einheit hat der magnetische Fluss?
Weber (Wb).
Wie wird die magnetische Flussdichte berechnet?
B = Φ / A (Fluss Φ durch Fläche A).
Wie wird die magnetische Feldstärke berechnet?
H = I / (2πr) für einen langen geraden Leiter.
Was passiert mit zwei parallelen stromdurchflossenen Leitern?
- Gleiche Stromrichtung: Sie ziehen sich an.
- Entgegengesetzte Stromrichtung: Sie stoßen sich ab.
Wie bestimmt man die Pole eines Elektromagneten?
- Daumen → Magnetfeldrichtung
- Finger → Stromrichtung
Zeichne das Magnetfeld um eine Spule.
Feldlinien verlaufen innerhalb der Spule von Süd nach Nord.
Nenne 6 Anwendungen von Elektromagneten.
- Relais
- Elektromotoren
- Schrottmagnete
- Magnetventile
- Teilchenbeschleuniger
- Magnetresonanztomograph (MRT)
Was ist die magnetische Durchflutung?
Θ = N × I (Windungszahl × Stromstärke).
Wie kann die magnetische Feldstärke erhöht werden?
- Mehr Windungen
- Höhere Stromstärke
- Hochpermeables Material (z. B. Eisen)
Was ist die Permeabilitätszahl μr?
Gibt an, wie gut ein Material Magnetfelder leitet (im Vergleich zum Vakuum).
Was ist Magnetische Sättigung?
Ab einer bestimmten Feldstärke steigt die Flussdichte kaum noch an.
Zeichne die Magnetpole eines Elektromagneten.
Nord- und Südpol markieren, Magnetfeldlinien einzeichnen.
Was ist magnetische Sättigung?
Das Material kann kein stärkeres Magnetfeld mehr aufnehmen.
Skizzieren Sie die Hysteresekurve für:
a) Weichmagnetische Stoffe
b) Hartmagnetische Stoffe
- Weichmagnetische Stoffe:
- Schmale Hystereseschleife (geringe Remanenz & Koerzitivfeldstärke)
- Beispiel: Transformatorbleche
- Hartmagnetische Stoffe:
- Breite Hystereseschleife (hohe Remanenz & Koerzitivfeldstärke)
- Beispiel: Dauermagnete
Welche Wirkung hat ein stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld?
a) Welche Kraft wirkt?
b) Wovon hängt diese Kraft ab?
a) Die Lorentzkraft lenkt den Leiter senkrecht zum Magnetfeld und Stromfluss ab.
b) Abhängig von:
- Stromstärke (I)
- Magnetfeldstärke (B)
- Länge des Leiters im Feld (l)
- Winkel zwischen Strom und Magnetfeld
Formel: F = B ⋅ I ⋅ l ⋅ sin(α)
Zeichnen Sie einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld und bestimmen Sie die Richtung der Lorentzkraft.
- Verwenden der Rechten-Hand-Regel:
- Daumen = Stromrichtung (I)
- Zeigefinger = Magnetfeldrichtung (B)
- Mittelfinger = Kraftrichtung (F)
Wie kann man die Richtung der Bewegung eines Leiters im Magnetfeld umkehren?
- Umpolen des Stroms (Richtung von I ändern)
- Umpolen des Magnetfelds (Richtung von B ändern)
Eine stromdurchflossene Spule befindet sich im Magnetfeld. Zeichnen Sie:
a) Das Polfeld
b) Das Magnetfeld der Spule
c) Das resultierende Feld
d) Die Bewegungsrichtung
- Kraftwirkung auf die Spule führt zu Drehbewegung → Prinzip des Elektromotors.
Nennen Sie eine Anwendung für das Prinzip aus Übung 30.
- Elektromotoren
- Lautsprecher
- Galvanometer (Messgerät für Stromfluss)
Was sorgt für eine kontinuierliche Drehbewegung in Elektromotoren?
Kommutator (bei DC-Motoren) oder Wechselstromversorgung.
Was ist elektromagnetische Induktion?
Änderung des Magnetfelds erzeugt eine Spannung.
Wie kann Induktionsspannung erzeugt werden?
- Bewegung eines Leiters im Magnetfeld
- Änderung des Magnetfeldes in einer Spule
Wovon hängt die induzierte Spannung ab?
- Magnetfeldstärke B
- Geschwindigkeit v
- Leiterlänge l
In welche Richtung fließt der Induktionsstrom?
Nach der Lenzschen Regel, so dass er der Ursache der Induktion entgegenwirkt.
Warum haben Induktionsströme eine bremsende Wirkung?
Sie erzeugen ein Magnetfeld, das der Bewegung entgegenwirkt.
Wie ist der induzierte Strom stets gerichtet?
Lenzsche Regel: Der induzierte Strom wirkt der Ursache seiner Entstehung entgegen.
Was ist die Induktion der Ruhe?
- Spannung wird induziert, wenn sich der magnetische Fluss durch eine Spule ändert.
- Anwendung: Transformatoren
Von welchen Größen hängt die induzierte Spannung bei Induktion der Ruhe ab?
- Windungszahl (N) – Mehr Windungen = höhere Spannung
- Magnetfeldänderung (ΔB/Δt)
- Kernmaterial
Formel: U = -N ⋅ (ΔΦ/Δt)
