Anwendungen zum Elektromagnetismus

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1 Anwendungen zum Elektromagnetismus Fast alle Anwendungen des Elektromagnetismus nutzen zwei grundlegende Wirkungen aus. 1. Fließt durch eine Spule ein elektrischer Strom, so erzeugt diese ein Magnetfeld und kann einen Dauermagneten je nach Polung anziehen oder abstoßen. 2. Wird in der Nähe einer Spule ein Dauermagnet bewegt, so entsteht während dieser Bewegung in der Spule eine elektrische Spannung.

2 Der Morsetelegraph Der Morsetelegraph besteht aus einer Sendestation mit Taste und Batterie und einer Empfangsstation mit dem Telegraphen. Wird in der Sendestation der Taster geschlossen, so fließt durch die Spule im Telegraphen ein elektrischer Strom, wodurch diese ein Magnetfeld erzeugt. Dadurch wird der Hebel angezogen und der Schreibstift auf den Papierstreifen gedrückt. Der Papierstreifen wird durch eine Uhrwerksmechanik vorwärts bewegt, sodass auf dem Papierstreifen Striche und Punkte zu erkennen sind.

3 Samuel Morse hat seinen Morsetelegraphen am 4. September 1837 erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt. Um den Telegraphen benutzen zu können, müssen die Nachrichten in einem speziellen Code (Morsealphabet) übersetzt werden.

4 Der Lautsprecher Der Lautsprecher wandelt elektrische Signale in Schall um. Dazu ist an einem Papptrichter (Membran) eine Spule befestigt in dessen Nähe sich ein Dauermagnet befindet. Die Anschlüsse der Spule sind mit dem Verstärkerausgang z.b. eines Radios verbunden. Gelangt nun ein Signal zum Lautsprecher, dann ziehen sich Spule und Magnet abwechselnd an oder stoßen sich ab. Dadurch gerät die Membran in Schwingung und es werden Töne hörbar.

5 Der Elektromotor Der Elektromotor besteht aus einem fest stehenden Dauermagneten und einer drehbar gelagerten Spule. Wird die Spule von einem Strom durchflossen, so wird sie vom Dauermagneten angezogen und dreht sich bis sie genau waagerecht steht. In diesem Moment wird die Spule durch den Kommutator umgepolt, sodass die Spule nun abgestoßen wird und sich dadurch weiterdreht. Mit etwas Geschick kann man sich auch ein Motormodell selbst bauen. Einen Link findest Du in den Mitschriften.

6 Das Mikrofon Das Mikrofon funktioniert genau umgekehrt wie der Lautsprecher, es wandelt Schallschwingungen in elektrische Signale um. Im Mikrofon befindet sich eine sehr dünne Membran, an der eine kleine Spule befestigt ist, die sich in der Nähe eines Dauermagneten befindet. Durch Töne (Schallwellen) wird die Membran in Schwingung versetzt und bewegt die Spule im Dauermagneten im Rhythmus der Schallschwingungen. Dadurch entsteht in der Spule eine elektrische Spannung, die sich ebenfalls in diesem Rhythmus ändert. Die Tonschwingung wurde damit in ein elektrisches Signal umgewandelt.

7 Der Dynamo Im Dynamo befinden sich eine Spule und ein Dauermagnet, der über eine Welle mit dem Antriebsrädchen verbunden ist und dadurch gedreht werden kann. Wenn der Magnet sich dreht, entsteht in der Spule eine elektrische Spannung, die die Fahrradleuchte versorgt. Fast alle Generatoren die Elektrizität in Kraftwerken erzeugen funktionieren nach diesem Prinzip.

8 Magnetische Datenspeicherung Um Daten magnetisch zu speichern, benötigt man ein Speichermedium (Magnetband, Festplattendisk). Dieses ist mit einem magnetisierbarem Material beschichtet (Eisen, Chrom o.ä). Der Datenträger wird an einer Spule (Schreib-Lesekopf) vorbei geführt und durch diese beschrieben oder gelesen. Beim Schreiben wird ein Strom durch die Spule geschickt, sodass das Magnetband je nach der Stromstärke unterschiedlich stark magnetisiert wird (1 und 0). Beim Lesen wird das Magnetband wieder an der Spule vorbeigeführt, sodass der Magnetismus auf dem Band in der Spule unterschiedlich hohe elektrische Spannungen erzeugt.

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