Magnetismus. Permanentmagnet (mikroskopische Ursache: Eigendrehimpuls = Spin der Elektronen)
|
|
- Wilhelmine Fuhrmann
- vor 7 Jahren
- Abrufe
Transkript
1 Magnetismus Magnetit (Fe 3 O 4 ) Sonne λ= 284Å Magnetare/ Kernspintomographie = Neutronensterne Magnetresonanztomographie Ein Magnetfeld wird erzeugt durch: Permanentmagnet (mikroskopische Ursache: Eigendrehimpuls = Spin der Elektronen) Strom (bewegte Ladung) (-> sh. Versuch Kompassnadel neben Strom durchflossenem Draht) zeitlich veränderliches elektrisches Feld Es gibt keine magnetischen Monopole (d.h. es wurden noch keine beobachtet) Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 1
2 Grundtypen magnetischer Felder Magnetfeld um stromdurchflossenen Draht B - I Magnetfeld um stromführenden Draht der zu einer Schleife gebogen ist Magnetfeld einer langen Spule Magnetfeld eines Permanentmagneten B N I S Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 2
3 Wie entsteht das Magnetfeld in Materie? Magnetfeld um stromführenden Draht der zu einer Schleife gebogen ist Magnetfeld eines Elektrons Ursache: Eigendrehimpuls(Spin) des Elektrons B Drehachse I Magnetfeld eines Protons (Neutrons, Atomkerns) Drehachse Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 3
4 Das Erdmagnetfeld Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 4
5 Computersimulation des Erdmagnetfelds Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 5
6 Wanderung des magnetischen Nordpols Das Erdmagnetfeld polt sich ca. alle Jahre um. Die letzte Umpolung fand allerdings schon vor Jahren statt. Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 6
7 Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld Rechte Hand Regel Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 7
8 Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 8
9 Magnetische Kraftflussdichte B und magnetische Feldstärke H Erdmagnetfeld Stärkste Magnetfelder im Labor Magnetfeld in Atomen Magnetfeld an der Oberfläche eines Neutronensterns ca T = 1 G (Gauss) ca. 45T ca. 10T ca T Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 9
10 Magnetfeld einer langezogenen Spule (Feld innen homogen, außen schwach): = Elektromagnet Elektromagnet Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 10
11 Kraft auf ein geladenes Teilchen im Magnetfeld, Lorentzkraft Magnetfeld in Bildebene hinein x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Rechte Hand Regel Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 11
12 Versuch Fadenstrahlrohr: 1. Geschwindigkeit genau senkrecht zum Magnetfeld: Kreisbahn 2. Geschwindigkeit schräg zum Magnetfeld: Schraubenlinie Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 12
13 Bedeutung (Beispiele): Magnetische Flasche, Erdmagnetfeld schützt vor kosmischer Strahlung, Polarlichter Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 13
14 Sonnenwind = Teilchen (Protonen, Elektronen, He-Kerne) von der Sonne Erdmagnetfeld
15 Polarlicht (Aurora Borealis, Aurora Australis)
16 Polarlicht über der Erde (gesehen vom Space Shuttle Discovery)
17 Wiederholung: + - r F Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld: = I r l r B I = Stromstärke l = Länge des Leiters im Magnetfeld B = magnetische Kraftflussdichte F B I r F r B Kraft auf ein geladenes Teilchen im Magnetfeld (Lorentzkraft): = r q v q = Ladung des Teilchens v = Geschwindigkeit des Teilchens B = magnetische Kraftflussdichte Rechte Hand Regel Bahn eines geladenen Teilchens im Magnetfeld: a) v senkrecht B: Kreisbahn b) sonst: Schraubenlinie zwischen den Feldlinien Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 17
18 Magnetischer Fluss: (diesen Begriff werden wir später benötigen zur Beschreibung der Induktion) Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 18
19 Magnetische Induktion U ind Michael Faraday: Wenn der Magnet bewegt wird, ändert sich der magnetische Fluss Φ in der Spule, eine Spannung wird induziert, die vom Messgerät angezeigt wird. (Je schneller die Bewegung, desto größer die angezeigte Spannung) Induktionsgesetz (Faraday): U = φ t N Jede Änderung des magnetischen Flusses durch eine Leiterschleife, induziert darin eine elektrische Spannung U. Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 19
20 Lenzsche Regel Die durch Veränderung magnetischer Flüsse erzeugten Induktionsströme fließen derart, dass ihre eigenen Magnetfelder der Induktionsursache entgegenwirken oder: Die in Leitern induzierten Ströme sind immer so gerichtet, dass sie die Bewegung durch die sie hervorgerufen wurden zu hemmen versuchen. Beispiel: Magnet bewegt sich auf Ring zu Aluring: Dieser Aluring (mit Schlitz!) weicht dem Magneten nicht aus. Denn: Wegen des Schlitzes können keine Wirbelströme fliessen. Bewegt sich vom Magnet weg Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 20
21 Anwendungsbeispiel für Induktion: Wechselstromgenerator U = φ N t Hier: Der magnetische Fluss durch die Drahtschleife ändert sich, weil sich der Winkel zwischen Magnetfeld und Fläche ändert, In der Leiterschleife wird eine Spannung induziert. U ind ( t) = nbaω sin( ωt) Wechselstromgenerator Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 21
22 Versuch zum Wechselstromgenerator: Bei Drehung der Kurbel, fließt Wechselstrom! Hufeisenmagnet Spule, wird durch Kurbel gedreht Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 22
23 Wechselstromgenerator: Fahrraddynamo Rad dreht sich, -> Magnet dreht sich, -> Magnetfeld in der Spule ändert sich, -> Spannung wird induziert, Strom fliesst. Wenn sich das Rad schneller dreht, ist die Änderung des magnetischen Flusses größer, eine größere Spannung wird induziert, die Lampe leuchtet heller! U ind ( t) = nbaω sin( ωt) Wechselstromgenerator Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 23
24 Weitere Versuche zu Induktion, Lenzscher Regel & Wirbelströmen Thomsonscher Ringversuch Kugelrennen Waltenhofsches Pendel (Wirbelstrombremse) unmagnetisierte Kugel magnetisierte Kugel Plastikrohr Kupferrohr Beim Einschalten des Stromes durch die Spule wird der Aluring nach oben katapultiert. Ein Ring mit Schlitz zeigt keine Wirkung. Eine nicht magnetisierte Kugel fällt gleich schnell durch beide Rohre. Eine magnetisierte Kugel, erzeugt beim Fallen durch das Kupferrohr Wirbelströme und wird durch die Lenzsche Regel stark gebremst. Lässt man die magnetisierte Kugel durch das Plastikrohr und die unmagnetisierte Kugel durch das Kupferrohr fallen, kommen beide gleichzeitig an. Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 24
25 Versuch: Induktions - Dosenöffner Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 25
26 Weiteres Anwendungsbeispiel: Induktionsherd Im Topfboden werden durch das magnetische Wechselfeld elektrische Wirbelströme induziert. Gutes Aufheizen des Topfbodens, wenn das Topfbodenmaterial magnetisch hart ist. Im Kochfeld: Spule in der Wechselstrom ( khz) Fließt, erzeugt magnetisches Wechselfeld. Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 26
27 Der schwebende Supraleiter (idealer Diamagnet) Supraleiter B ind Magnet B Magnet Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 27
28 Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 28
29 Diamagnetische Levitation: Hochfeldlabor Nijmegen erzeugt Magnetfelder von 16T: ( Die mpeg movies finden Sie unter ) Wassertropfen Beispiele verschiedener Diamagneten, die im starken Magnetfeld (16T) schweben. Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus
30 Selbstinduktion: Schalter S Spule R 1. Schalter wird geschlossen: Strom fließt durch die Spule, ein Magnetfeld baut sich auf. 2. Die Magnetfeldänderung in der Spule bewirkt Induktion in der Spule! Eine (Gegen-)Spannung entsteht, nach der Lenzschen Regel bewirkt der induzierte Strom ein Magnetfeld in entgegengesetzter Richtung. U ind = L di dt Durch diesen Effekt (= Selbstinduktion) verzögert sich der Stromanstieg beim Einschalten. 3. Schließlich fließt der Strom I 0 = U/R. U L = Induktivität, Einheit 1 Henry 1H = 1Vs/A Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 30
31 Einschaltvorgang mit Spule (Induktivität): I( t) = I ( t /τ e ) 0 1 L (Spule) R U 0 Ausschaltvorgang mit Spule (Induktivität): I( t) = I 0 e t /τ L (Spule) R U 0 Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 31
32 Einschaltvorgang mit Kondensator (Kapazität): U ( /τ e ) ( ) 1 t C t = U0 C R U 0 Ausschaltvorgang mit Kondensator (Kapazität): U C ( t) = U 0 e t /τ C R U 0 Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 32
33 Der elektrische Schwingkreis: Start mit aufgeladenem Kondensator 2. C entlädt sich über L, ein Magnetfeld baut sich auf. 3. Strom fließt weiter, selbst wenn C entladen ist, weil die Selbstinduktion den Stromfluss aufrecht erhalten will. C wird vollständig aufgeladen (umgekehrte Polarität wie bei Beginn). 4. C entlädt sich über L, ein Magnetfeld baut sich auf (umgekehrte Richtung wie bei 2.) Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 33
34 Tesla Transformator (historisches Experiment) zur Erzeugung hoher Spannungen & elektromagnetischer Wellen em-wellen werden abgestrahlt Extrem hohe Spannung Die 2 Spulen des Tesla Trafos Funkenstrecke Wechselspannung aus der Steckdose Netzgerät Kondensator Bringt man eine Leuchtstoffröhre in die Nähe, leuchtet diese auf (em-wellen!) Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 34
35 Wechselstrom: Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 35
36 Der schwingende Dipol (Hertzscher Dipol): Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 36
37 Dipolschwingung: Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 37
38 Ablösung der elektromagnetischen Wellen vom Dipol Dipolachse KEINE Abstrahlung in Richtung der Dipolachse Maximale Abstrahlung senkrecht zur Dipolachse Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 38
39 Entstehung elektromagnetischer Wellen: em-strahlung entsteht immer, wenn Ladungen beschleunigt werden Ladungen: schwingen rauf und runter veränderliches E-Feld erzeugt -> veränderliches B-Feld erzeugt -> veränderliches E-Feld -> usw. Experimentalphysik I/II für Biologie u. Zahnmedizin: Wintersemester 2011/12 Caren Hagner Magnetismus 39
Magnetismus. Permanentmagnet (mikroskopische Ursache: Eigendrehimpuls = Spin der Elektronen)
Magnetismus Magnetit (Fe 3 O 4 ) Sonne λ= 284Å Magnetare/ Kernspintomographie = Neutronensterne Magnetresonanztomographie Ein Magnetfeld wird erzeugt durch: Permanentmagnet (mikroskopische Ursache: Eigendrehimpuls
MehrWiederholung: Magnetfeld: Ursache eines Magnetfelds: bewegte elektrische Ladungen veränderliches Elektrisches Feld
1 Wiederholung: Magnetfeld: Ursache eines Magnetfelds: bewegte elektrische Ladungen veränderliches Elektrisches Feld N S Magnetfeld um stromdurchflossenen Draht Magnetfeld um stromführenden Draht der zu
MehrMagnetismus. Permanentmagnet (mikroskopische Ursache: Eigendrehimpuls = Spin der Elektronen)
Magnetismus Magnetit (Fe 3 O 4 ) Sonne λ= 284Å Magnetare/ Kernspintomographie = Neutronensterne Magnetresonanztomographie Ein Magnetfeld wird erzeugt durch: Permanentmagnet (mikroskopische Ursache: Eigendrehimpuls
MehrVersuch: Induktions - Dosenöffner. Experimentalphysik I/II für Mediziner: Sommersemester 2010 Caren Hagner Magnetismus 25
Versuch: Induktions - Dosenöffner Experimentalphysik I/II für Mediziner: Sommersemester 2010 Caren Hagner Magnetismus 25 Der schwebende Supraleiter (idealer Diamagnet) Supraleiter B ind Magnet B Magnet
MehrKraft auf ein geladenes Teilchen im Magnetfeld (Lorentzkraft):
Wiederholung: 1 r F r B Kraft auf ein geladenes Teilchen im Magnetfeld (Lorentzkraft): = r q v q = Ladung des Teilchens v = Geschwindigkeit des Teilchens B = magnetische Kraftflussdichte Rechte Hand Regel
Mehr4 Induktion. Worum geht es? Ein veränderliches Magnetfeld (allgemein Änderung von Φ B ) in der Spule,
4 Induktion Worum geht es? Ein veränderliches Magnetfeld (allgemein Änderung von Φ B ) in der Spule, induziert eine Spannung ( Stromfluss U=RI) in der Spule. Caren Hagner / PHYSIK 2 / Sommersemester 2015
MehrWiederholung: Magnetfeld: Ursache eines Magnetfelds: bewegte elektrische Ladungen veränderliches Elektrisches Feld
1 Wiederholung: Magnetfeld: Ursache eines Magnetfelds: bewegte elektrische Ladungen veränderliches Elektrisches Feld N S Magnetfeld um stromdurchflossenen Draht Magnetfeld um stromführenden Draht der zu
MehrVorlesung 5: Magnetische Induktion
Vorlesung 5: Magnetische Induktion, georg.steinbrueck@desy.de Folien/Material zur Vorlesung auf: www.desy.de/~steinbru/physikzahnmed georg.steinbrueck@desy.de 1 WS 2016/17 Magnetische Induktion Bisher:
MehrMagnetismus. Vorlesung 5: Magnetismus I
Magnetismus Erzeugung eines Magnetfelds möglich durch: Kreisende Elektronen: Permanentmagnet Bewegte Ladung: Strom: Elektromagnet (Zeitlich veränderliches elektrisches Feld) Vorlesung 5: Magnetismus I
Mehr3 Magnetismus. 2 magnetische Pole: Nord (zeigt nach S) und Süd (zeigt nach N); Feldlinien laufen von N nach S
3 Magnetismus Magnetit (Fe 3 O 4 ) Sonne λ= 284Å Magnetare/ Kernspintomographie = Neutronensterne Magnetresonanztomographie 2 magnetische Pole: Nord (zeigt nach S) und Süd (zeigt nach N); Feldlinien laufen
Mehr4 Induktion. Worum geht es? Ein Ein veränderliches Magnetfeld (allgemein Änderung von von Φ B. induziert eine eine Spannung ( ( Stromfluss U=RI) U=RI)
4 Induktion Worum geht es? Ein Ein veränderliches Magnetfeld (allgemein Änderung von von Φ B ) B ) in in der der Spule, Spule, induziert eine eine Spannung ( ( Stromfluss U=RI) U=RI) in in der der Spule.
Mehr15.Magnetostatik, 16. Induktionsgesetz
Ablenkung von Teilchenstrahlen im Magnetfeld (Zyklotron u.a.): -> im Magnetfeld B werden geladene Teilchen auf einer Kreisbahn abgelenkt, wenn B senkrecht zu Geschwindigkeit v Kräftegleichgewicht: 2 v
MehrO. Sternal, V. Hankele. 4. Magnetismus
4. Magnetismus Magnetfelder N S Rotationsachse Eigenschaften von Magneten und Magnetfeldern Ein Magnet hat Nord- und Südpol Ungleichnamige Pole ziehen sich an, gleichnamige Pole stoßen sich ab. Es gibt
MehrAufbau von Atomen Anzahl der Protonen = Anzahl der Elektronen
Aufbau von Atomen Ein Atom besteht aus einem positiv geladenen Atomkern und einer negativ geladenen Atomhülle. Träger der positiven Ladung sind Protonen, Träger der negativen Ladung sind Elektronen. Atomhülle
MehrVorkurs Physik des MINT-Kollegs
Vorkurs Physik des MINT-Kollegs Elektrizitätslehre MINT-Kolleg Baden-Württemberg 1 KIT 03.09.2013 Universität desdr. Landes Gunther Baden-Württemberg Weyreter - Vorkurs und Physik nationales Forschungszentrum
MehrIII Elektrizität und Magnetismus
20. Vorlesung EP III Elektrizität und Magnetismus 19. Magnetische Felder 20. Induktion Versuche: Diamagnetismus, Supraleiter Induktion Leiterschleife, bewegter Magnet Induktion mit Änderung der Fläche
MehrElektromagnetische Induktion
Elektromagnetische M. Jakob Gymnasium Pegnitz 10. Dezember 2014 Inhaltsverzeichnis im bewegten und im ruhenden Leiter Magnetischer Fluss und sgesetz Erzeugung sinusförmiger Wechselspannung In diesem Abschnitt
MehrAdministratives BSL PB
Administratives Die folgenden Seiten sind ausschliesslich als Ergänzung zum Unterricht für die Schüler der BSL gedacht (intern) und dürfen weder teilweise noch vollständig kopiert oder verbreitet werden.
MehrKehrt man die Bewegungsrichtung des Leiters um, dann ändert sich die Polung der Spannung.
7. Die elektromagnetische Induktion ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ A Die Induktion im bewegten Leiter Bewegt man einen
MehrDie Lenzsche Regel. Frage : In welche Richtung fließt der Induktionsstrom? Versuch :
Die Lenzsche Regel Frage : In welche Richtung fließt der Induktionsstrom? Versuch : Beobachtung : Bewegungsrichtung des Magneten in den Ring hinein aus dem Ring heraus Bewegungsrichtung des Metallringes
MehrWechselstrom (Widerstand von Kondensator, Spule, Ohmscher Widerst.) Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen (Hertzscher Dipol)
Heutiges Programm: 1 Wechselstrom (Widerstand von Kondensator, Spule, Ohmscher Widerst.) Elektrischer Schwingkreis Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen (Hertzscher Dipol) Elektromagnetische Wellen
MehrInduktion. Die in Rot eingezeichnete Größe Lorentzkraft ist die Folge des Stromflusses im Magnetfeld.
Induktion Die elektromagnetische Induktion ist der Umkehrprozess zu dem stromdurchflossenen Leiter, der ein Magnetfeld erzeugt. Bei der Induktion wird in einem Leiter, der sich in einem Magnetfeld bewegt,
Mehr1.10 Elektromagnetische Induktion
1.10 Elektromagnetische Induktion Wasserkraft: Deutschland 5% weltweit 18% Deutschland 30% weltweit 17% Deutschland 59% weltweit 64% Quelle: Wikipedia 1.10.1 Experimente zur elektromagnetischen Induktion
Mehr20. Vorlesung EP. III Elektrizität und Magnetismus. 19. Magnetische Felder Fortsetzung: Materie im Magnetfeld 20. Induktion 21.
20. Vorlesung EP III Elektrizität und Magnetismus 19. Magnetische Felder Fortsetzung: Materie im Magnetfeld 20. Induktion 21. Wechselstrom Versuche: Induktion: Handdynamo und Thomson-Transformator Diamagnetismus:
MehrEinführung in die Physik
Einführung in die Physik für Pharmazeuten und Biologen (PPh) Mechanik, Elektrizitätslehre, Optik Klausur: Montag, 11.02. 2008 um 13 16 Uhr (90 min) Willstätter-HS Buchner-HS Nachklausur: Freitag, 18.04.
MehrDie Linien, deren Tangenten in Richtung des Magnetfeldes laufen, heißt magnetische Feldlinien. a) Das Magnefeld eine Stabmagneten
I. Felder ================================================================== 1. Das magnetische Feld Ein Raumgebiet, in dem auf Magnete oder ferromagnetische Stoffe Kräfte wirken, heißt magnetisches Feld.
MehrZusammenfassung. Induktions-Spannungspuls in einem bewegten Leiter im homogenen Magnetfeld
5b Induktion Zusammenfassung Induktion ist ein physikalisches Phänomen, bei der eine Spannungspuls in einem Leiter oder einer Spule induziert wird, wenn sich der Leiter in einem Magnetischen Feld befindet.
MehrHertzsche Wellen. Physik 9
Hertzsche Wellen Physik 9 ohne Hertzsche Wellen geht nichts? Wie entstehen Hertzsche Wellen? Man braucht eine Spule mit Eisenkern und einen Kondensator Fließt durch eine Spule ein Strom, so wird ein magnetisches
MehrCusanus-Gymnasium Wittlich. Physik Die Induktion. Die Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter
Die Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter I F B - + I B F Grundversuch 1 zur Induktion lat: inductio -Einführung Bewegt man einen Magneten (ein Magnetfeld) relativ zu einer Spule (zu einem Leiter),
MehrInduktion. Bewegte Leiter
Induktion Bewegte Leiter durch die Kraft werden Ladungsträger bewegt auf bewegte Ladungsträger wirkt im Magnetfeld eine Kraft = Lorentzkraft Verschiebung der Ladungsträger ruft elektrisches Feld hervor
MehrE2: Wärmelehre und Elektromagnetismus 17. Vorlesung
E2: Wärmelehre und Elektromagnetismus 17. Vorlesung 18.06.2018 Barlow-Rad Elektromagnet Telefon nach Bell Wissenschaftliche Instrumente aus dem 18. und 19. Jahrhundert aus der Sammlung des Teylers Museum
MehrPlanungsblatt Physik für die 4B
Planungsblatt Physik für die 4B Woche 13 (von 27.11 bis 01.12) Hausaufgaben 1 Bis Freitag 01.12: Lerne die Notizen von Dienstag und die der vorigen Woche! Nimm bitte auch das Buch mit! Bis Dienstag 05.12:
MehrE2: Wärmelehre und Elektromagnetismus 19. Vorlesung
E2: Wärmelehre und Elektromagnetismus 19. Vorlesung 25.06.2018 Barlow-Rad Heute: Telefon nach Bell - Faradaysches Induktionsgesetz - Lenzsche Regel - LR-Kreis - Wechselstrom - Generator & Elektromotor
MehrSchulinterner Lehrplan Qualifikationsphase Q1. Präambel
Präambel Dieses Curriculum stellt keinen Maximallehrplan dar, sondern will als offenes Curriculum die Möglichkeit bieten, auf die didaktischen und pädagogischen Notwendigkeiten der Qualifikationsphase
Mehrwas besagt das Induktionsgesetz? was besagt die Lenzsche Regel?
Induktion Einleitung Thema: Induktion Fragen: was ist Induktion? was besagt das Induktionsgesetz? was besagt die Lenzsche Regel? Frage: was, wenn sich zeitlich ändernde E- und -Felder sich gegenseitig
MehrElektromagnetische Induktion Induktionsgesetz, Lenz'sche Regel, Generator, Wechselstrom
Aufgaben 13 Elektromagnetische Induktion Induktionsgesetz, Lenz'sche Regel, Generator, Wechselstrom Lernziele - aus einem Experiment neue Erkenntnisse gewinnen können. - sich aus dem Studium eines schriftlichen
MehrBewegter Leiter im Magnetfeld
Bewegter Leiter im Magnetfeld Die Leiterschaukel mal umgedreht: Bewegt man die Leiterschaukel im Magnetfeld, so wird an ihren Enden eine Spannung induziert. 18.12.2012 Aufgaben: Lies S. 56 Abschnitt 1
MehrMagnetismus - Einführung
Magnetismus Magnetismus - Einführung Bedeutung: Technik:Generator, Elektromotor, Transformator, Radiowellen... Geologie: Erdmagnetfeld Biologie: Tiere sensitiv auf Erdmagnetfeld (z.b. Meeresschildkröten)
MehrE2: Wärmelehre und Elektromagnetismus 18. Vorlesung
E2: Wärmelehre und Elektromagnetismus 18. Vorlesung 21.06.2018 Barlow-Rad Heute: Telefon nach Bell - Materie im Magnetfeld: Dia-, Para-, Ferromagnetismus - Supraleitung - Faradaysches Induktionsgesetz
MehrMagnetfeldrichtung - +
S. 280 Aufgabe 1: In Versuch 2 gilt (ohne Änderungen): Die Richtung der Lorentzkraft auf einen stromdurchflossenen Leiter erhält man durch Anwendung der 3-Finger-Regel der linken Hand. Dabei (S.280 V2)
Mehr4.10 Induktion. [23] Michael Faraday. Gedankenexperiment:
4.10 Induktion Die elektromagnetische Induktion wurde im Jahre 1831 vom englischen Physiker Michael Faraday entdeckt, bei dem Bemühen die Funktions-weise eines Elektromagneten ( Strom erzeugt Magnetfeld
MehrELEKTRIZITÄT & MAGNETISMUS
ELEKTRIZITÄT & MAGNETISMUS Elektrische Ladung / Coulombkraft / Elektrisches Feld Gravitationsgesetz ( = Gewichtskraft) ist die Ursache von Gravitationskonstante Coulombgesetz ( = Coulombkraft) Elementarladung
MehrPN 2 Einführung in die Experimentalphysik für Chemiker
PN 2 Einführung in die Experimentalphysik für Chemiker 4. Vorlesung 9.5.08 Evelyn Plötz, Thomas Schmierer, Gunnar Spieß, Peter Gilch Lehrstuhl für BioMolekulare Optik Department für Physik Ludwig-Maximilians-Universität
MehrMagnetisches Induktionsgesetz
Magnetisches Induktionsgesetz Michael Faraday entdeckte, dass ein sich zeitlich veränderndes Magnetfeld eine elektrische Spannung in einer Schleife oder Spule aus leitendem Material erzeugt: die Induktionsspannung
MehrWechselstromwiderstände (Impedanzen) Parallel- und Reihenschaltungen. RGes = R1 + R2 LGes = L1 + L2
Wechselstromwiderstände (Impedanzen) Ohm'scher Widerstand R: Kondensator mit Kapazität C: Spule mit Induktivität L: RwR = R RwC = 1/(ωC) RwL = ωl Parallel- und Reihenschaltungen bei der Reihenschaltung
MehrVorlesung 6: Wechselstrom, ElektromagnetischeWellen, Wellenoptik
Vorlesung 6: Wechselstrom, ElektromagnetischeWellen, Wellenoptik, georg.steinbrueck@desy.de Folien/Material zur Vorlesung auf: www.desy.de/~steinbru/physikzahnmed georg.steinbrueck@desy.de 1 WS 2015/16
Mehrvor ca Jahren gefunden Kleinasien, Magnesia: Steine ziehen kleine Eisenstücke an. --> Magnetismus
Magnetismus vor ca. 2000 Jahren gefunden Kleinasien, Magnesia: Steine ziehen kleine Eisenstücke an. --> Magnetismus Magnetismus ist permanent, durch Überstreichen können andere magnetische Materialien
MehrLösungen I km/h. 2. (a) Energieerhaltung (b) Impulserhaltung
Lösungen I.1 1. 33 km/h. (a) Energieerhaltung (b) Impulserhaltung Lösungen II.1 1.1 T ~ a 3 T nimmt mit a streng monoton zu; wenn a zwischen den Werten für Mars und Jupiter liegt, dann muss also auch T
MehrElektrostaitische Felder
Elektrostaitische Felder Grundlagen zu den elektrischen Felder 1 homogenes Feld des Plattenkondensators inhomogenes Feld einer Punktladung Bei einem Plattenkondensator verlaufen die Feldlinien parallel
MehrElektrizitätslehre und Magnetismus
Elektrizitätslehre und Magnetismus Othmar Marti 18. 06. 2009 Institut für Experimentelle Physik Physik, Wirtschaftsphysik und Lehramt Physik Seite 2 Physik Elektrizitätslehre und Magnetismus 18. 06. 2009
Mehr3.7 Gesetz von Biot-Savart und Ampèresches Gesetz [P]
3.7 Gesetz von Biot-Savart und Ampèresches Gesetz [P] B = µ 0 I 4 π ds (r r ) r r 3 a) Beschreiben Sie die im Gesetz von Biot-Savart vorkommenden Größen (rechts vom Integral). b) Zeigen Sie, dass das Biot-Savartsche
MehrZusammenfassung v13 vom 20. Juni 2013
Zusammenfassung v13 vom 20. Juni 2013 Magnetfeldberechnungen Gerader Leiter im Abstand r: B = µ 0 I/(2 r) (57) Auf der Achse einer Leiterschleife mit Radius R im Abstand x von der Mitte der Schleife: B
MehrPlanungsblatt Physik für die 4A
Planungsblatt Physik für die 4A Woche 12 (von 20.11 bis 24.11) Hausaufgaben 1 Bis Freitag 24.11: Lerne die Notizen von Montag und die der vorigen Woche! Bis Dienstag 28.11: Lerne die Notizen von Woche
MehrKraft, Hall-Effekt, Materie im magnetischen Feld, Flussdichte, Energie
Aufgaben 12 Magnetisches Feld Kraft, Hall-Effekt, Materie im magnetischen Feld, Flussdichte, Energie Lernziele - aus einem Experiment neue Erkenntnisse gewinnen können. - sich aus dem Studium eines schriftlichen
MehrVorlesung Physik für Pharmazeuten PPh - 09 b
Vorlesung Physik für Pharmazeuten PPh - 09 b Elektrizitätslehre (II) 29.01.2007 IONENLEITUNG 2 Elektrolytische Leitfähigkeit Kationen und Anionen tragen zum Gesamtstrom bei. Die Ionenleitfähigkeit ist
MehrGrundwissen Physik 9. Jahrgangsstufe
Grundwissen Physik 9. Jahrgangsstufe I. Elektrizitätslehre und Magnetismus 1. a) Geladene Teilchen, die sich in einem Magnetfeld senkrecht zu den Magnetfeldlinien bewegen, erfahren eine Kraft (= Lorentzkraft),
MehrPlanungsblatt Physik für die 4A
Planungsblatt Physik für die 4A Woche 19 (von 08.01 bis 12.01) Hausaufgaben 1 Bis Freitag 12.01: Bereite dich gut auf den TEST vor! Bis Dienstag 16.01: Lerne die Notizen von Woche 19! Siehe dazu auch die
MehrLearn4Vet. Magnete. Man kann alle Stoffe in drei Klassen einteilen:
Magnete Die Wirkung und der Aufbau lassen sich am einfachsten erklären mit dem Modell der Elementarmagneten. Innerhalb eines Stoffes (z.b. in ein einem Stück Eisen) liegen viele kleine Elementarmagneten
MehrInhalt. Kapitel 4: Magnetisches Feld
Inhalt Kapitel 4: Magnetische Feldstärke Magnetischer Fluss und magnetische Flussdichte Induktion Selbstinduktion und Induktivität Energie im magnetischen Feld A. Strey, DHBW Stuttgart, 015 1 Magnetische
Mehr12. Elektrodynamik Quellen von Magnetfeldern 12.2 Das Ampere sche Gesetz 12.3 Magnetische Induktion 12.4 Lenz sche Regel 12.5 Magnetische Kraft
12. Elektrodynamik 12.1 Quellen von Magnetfeldern 12.2 Das Ampere sche Gesetz 12.3 Magnetische Induktion 12.4 Lenz sche Regel 12.5 Magnetische Kraft 12. Elektrodynamik Beobachtungen zeigen: - Kommt ein
MehrElektrisches Feld ================================================================== 1. a) Was versteht man unter einem elektrischen Feld?
Elektrisches Feld 1. a) Was versteht man unter einem elektrischen Feld? b) Zwei Metallplatten, die mit der Ladung + Q bzw. Q aufgeladen sind, stehen sich parallel gegenüber. Zeichne das Feldlinienbild
MehrLernaufgabe zur elektromagnetischen Induktion für GK Physik 12
Lernaufgabe zur elektromagnetischen Induktion für GK Physik 1 Diese Aufgabe ist in 3 er Gruppen, bei nicht durch 3 ohne Rest teilbarer Anzahl von Schülern 1 bzw. zwei 'er Gruppen, zu bearbeiten. Kenntnisse
MehrElektrisches und magnetisches Feld. Elektrostatik Das elektrische Feld Kondensator Magnetische Felder Induktion
Elektrisches und magnetisches Feld Elektrostatik Das elektrische Feld Kondensator Magnetische Felder Induktion Elektrostatik Elektrostatische Grundbegriffe Zusammenhang zwischen Ladung und Stromstärke
Mehr18. Magnetismus in Materie
18. Magnetismus in Materie Wir haben den elektrischen Strom als Quelle für Magnetfelder kennen gelernt. Auch das magnetische Verhalten von Materie wird durch elektrische Ströme bestimmt. Die Bewegung der
Mehr(1) (4) Integralform. Differentialform ρ. Hier fehlt noch. etwas!
Zeitlich veränderliche Felder: Elektrodynamik Die Maxwell-Gleichungen im statischen Fall (1) 1 E d = ρdv E = V( ) (2) B d = B = etwas! (3) E dr = E = (4) Integralform ε Hier fehlt noch Differentialform
MehrMagnetismus. Prof. DI Michael Steiner
Magnetismus Prof. DI Michael Steiner www.htl1-klagenfurt.at Magnetismus Natürlicher Künstlicher Magneteisenstein Magnetit Permanentmagnete Stabmagnet Ringmagnet Hufeisenmagnet Magnetnadel Temporäre Magnete
MehrBasiswissen Physik Jahrgangsstufe (G9)
Wärmelehre (nur nspr. Zweig) siehe 9. Jahrgangsstufe (mat-nat.) Elektrizitätslehre Basiswissen Physik - 10. Jahrgangsstufe (G9) Ladung: Grundeigenschaft der Elektrizität, positive und negative Ladungen.
MehrInduktionsbeispiele. Rotierende Leiterschleife: Spule mit Induktionsschleife: Bei konstanter Winkelgeschw. ω: Φ m = AB cos φ = AB cos(ωt + φ 0 )
Induktionsbeispiele Rotierende eiterschleife: Bei konstanter Winkelgeschw. ω: Φ m = AB cos φ = AB cos(ωt + φ 0 ) A φ B ω Induktionsspannung: U ind = dφ m = AB [ ω sin(ωt + φ 0 )] = ABω sin(ωt + φ 0 ) (Wechselspannung)
MehrPhysik II für Bauingenieure. Vorlesung 03 (08. Mai 2007)
Physik II für Bauingenieure Vorlesung 03 (08. Mai 2007) http://homepage.rub.de/daniel.haegele Prof. D. Hägele Vorlesung Stoff umfangreich, Zeit knapp. Probleme beim Verständnis der Vorlesung Übungen. Schulgrundlagen
MehrLadungsfluss durch geschlossene Fläche = zeitliche Änderung der Ladung im Volumen 4.2 Elektrischer Widerstand
E-Dynamik Teil II IV Der elektrische Strom 4.1 Stromstärke, Stromdichte, Kontinuitätsgleichung Definition der Stromstärke: ist die durch eine Querschnittsfläche pro Zeitintervall fließende Ladungsmenge
MehrPhysik-Skript. Teil II. Melanchthon-Gymnasium Nürnberg
Physik-Skript Teil II Melanchthon-Gymnasium Nürnberg Volker Dickel 3. überarbeitete Auflage, 2014 2. überarbeitete Auflage, 2012 1. Auflage 2009 Inhaltsverzeichnis EINLEITUNG: ELEMENTARTEILCHEN UND WECHSELWIRKUNGEN...
Mehr12. Elektrodynamik. 12. Elektrodynamik
12. Elektrodynamik 12.1 Quellen von Magnetfeldern 12.2 Das Ampere sche Gesetz 12.3 Maxwell sche Verschiebungsstrom 12.4 Magnetische Induktion 12.5 Lenz sche Regel 12.6 Magnetische Kraft 12. Elektrodynamik
MehrMit 184 Bildern und 9 Tabellen
Physik II Elektrodynamik Einfuhrungskurs für Studierende der Naturwissenschaften und Elektrotechnik von Klaus Dransfeld und Paul Kienle Bearbeitet von Paul Berberich 5., verbesserte Auflage Mit 184 Bildern
Mehr1.Schulaufgabe aus der Physik Lösungshinweise
1.Schulaufgabe aus der Physik Lösungshinweise Gruppe A Aufgabe 1 (Grundwissen) Größe Energie Stromstärke Widerstand Ladung Kraft Buchstabe E I R Q F Einheit Joule: J Ampere: A Ohm: Ω Coulomb: C Newton:
MehrMagnetische Phänomene
Magnetische Phänomene Bekannte magnetische Phänomene: Permanentmagnete; Das Erdmagnetfeld (Magnetkompass!); Elektromagnetismus (Erzeugung magnetischer Kraftwirkungen durch Stromfluss) Alle magnetischen
MehrIV. Elektrizität und Magnetismus
IV. Elektrizität und Magnetismus IV.5 Elektromagnetische Wellen Physik für Mediziner 1 Elektromagnetische Wellen Physik für Mediziner 2 Wiederholung: Schwingkreis elektrische Feld im Kondensator wird periodisch
MehrMagnetisches Feld. Grunderscheinungen Magnetismus - Dauermagnete
Magnetisches Feld Grunderscheinungen Magnetismus - Dauermagnete jeder drehbar gelagerte Magnet richtet sich in Nord-Süd-Richtung aus; Pol nach Norden heißt Nordpol jeder Magnet hat Nord- und Südpol; untrennbar
MehrSerie 11: Induktion durch Lorentzkräfte auf Leitungselektronen
Übungen zum Elektromagnetismus Serie 11: Induktion durch Lorentzkräfte auf Leitungselektronen 1. Ein Ring taucht ins Magnetfeld Induktion auch bei der Wirbelstrombremse Ein Metallring taucht, wie in der
MehrElektrik. M. Jakob. 6. November Gymnasium Pegnitz
Elektrik M. Jakob Gymnasium Pegnitz 6. November 2016 Inhaltsverzeichnis 1 Magnetisches und elektrisches Feld Magnetismus Das Magnetfeld von elektrischen Leitern Kräfte auf bewegte Ladungen Elektrisches
Mehr5.1 Statische und zeitlich veränderliche
5.1 Statische und zeitlich veränderliche Felder 5 Induktion 5.1 Statische und zeitlich veränderliche Felder Bisher haben wir elektrische und magnetische Felder betrachtet, die durch zeitlich konstante
MehrPhysik GK ph1, 2. Kursarbeit Elektromagnetismus Lösung =10V ein Strom von =2mA. Berechne R 0.
Physik GK ph,. Kursarbeit Elektromagnetismus Lösung.04.05 Aufgabe : Stromkreise / Ohmsches Gesetz. Durch einen Widerstand R 0 fließt bei einer Spannung von U 0 =0V ein Strom von I 0 =ma. Berechne R 0.
Mehr12. Elektrodynamik. 12.2 Das Ampere sche Gesetz 12.3 Magnetische Induktion. 12.5 Magnetische Kraft. 12. Elektrodynamik Physik für Informatiker
12. Elektrodynamik 12.11 Quellen von Magnetfeldern 12.2 Das Ampere sche Gesetz 12.3 Magnetische Induktion 12.4 Lenz sche Regel 12.5 Magnetische Kraft 12. Elektrodynamik Beobachtungen zeigen: - Kommt ein
MehrGrundkurs Physik (2ph2) Klausur
1. Ernest O. Lawrence entwickelte in den Jahren 1929-1931 den ersten ringförmigen Teilchenbeschleuniger, das Zyklotron. Dieses Zyklotron konnte Protonen auf eine kinetische Energie von 80 kev beschleunigen.
MehrÜbungen zur Elektrizitätslehre Lösungen Serie 11
Übungen zur Elektrizitätslehre Lösungen Serie 11 1. Der Drehspulgenerator (a) Erklärung der aktuellen Polung mit der Lorentzkraft auf Leitungselektronen i. Die Spule wird von uns aus gesehen im Gegenuhrzeigersinn
MehrE2: Wärmelehre und Elektromagnetismus 20. Vorlesung
E2: Wärmelehre und Elektromagnetismus 20. Vorlesung 28.06.2018 Barlow-Rad Heute: Telefon nach Bell - Wechselstrom - Transformatoren - Leistungsverluste - R, L, C im Wechselstromkreis 28.06.2018 https://xkcd.com/2006/
Mehr6.4.8 Induktion von Helmholtzspulen ******
V648 6.4.8 ****** Motivation Das Induktionsgesetz von Faraday wird mit einer ruhenden Leiterschleife im zeitabhängigen B-Feld und mit einer bewegten Leiterschleife im stationären B-Feld untersucht. 2 Experiment
MehrTHEMEN UND INHALTE TUTORIUM FÜR AUSLANDSSTUDENTEN 2
THEMEN UND INHALTE Kapitel Themen Inhalte 1. Kapitel Made in Germany 1.1 Was in Ingenieurwesen? 1.2 Ingenieur Studium an der OTH Regensburg? 1.3 Überblick über die OTH Regensburg 1.4 Studienordnung: SWS,
MehrLösung der Problemstellung 1
Lösung der Problemstellung 1 1. Zunächst untersuchen wir die Wechselwirkung nach dem Thomson-Modell: Da das α Teilchen sehr viel kleiner als das Goldatom ist, sehen wir es als punktförmig an. Das Goldatom
MehrExperimentalphysik II Zeitlich veränderliche Felder und Wechselstrom
Experimentalphysik II Zeitlich veränderliche Felder und Wechselstrom Ferienkurs Sommersemester 009 Martina Stadlmeier 09.09.009 Inhaltsverzeichnis 1 Zeitlich veränderliche Felder 1.1 Faradaysches Induktionsgesetz.....................
MehrStrom durch Bewegung
5 Induktion 1 Strom durch ewegung Stromimpuls ei ewegung des Stabmagneten wird eine Spannung erzeugt kein Stromimpuls Ohne ewegung des Stabmagneten wird keine Spannung erzeugt Stromimpuls ei ewegung des
MehrAn welche Stichwörter von der letzten Vorlesung
An welche Stichwörter von der letzten Vorlesung können Sie sich noch erinnern? Magnetische Kraft auf einen Draht mit dem Strom F = il Drehmoment auf eine Drahtschleife mit dem Strom τ ges = in Magnetisches
MehrKapitel 10. Dynamische Felder Induktion 10.2 Maxwellgleichungen 10.3 Wellen
Dynamische Felder.1 Induktion.2 Maxwellgleichungen.3 Wellen Magnetische Induktion A x b Konzepttest a: Induktion (1) Schleifen mit Kantenlängen L bzw. 2L werden mit gleicher Konstanter Geschwindigkeit
Mehr6.4.2 Induktion erzeugt Gegenkraft ******
V642 6.4.2 ****** Motivation Ein permanenter Stabmagnet wird durch einen luminiumring bewegt. Der dabei im Ring fliessende Induktionsstrom bewirkt, dass der Ring der Bewegung des Stabmagneten folgt. 2
MehrPhysik für Mediziner im 1. Fachsemester
Physik für Mediziner im 1. Fachsemester #17 14/11/2008 Vladimir Dyakonov dyakonov@physik.uni-wuerzburg.de Laden eines Kondensators Aufladen erfolgt durch eine Spannungsquelle, z.b. Batterie, die dabei
Mehr5 t % = 0, j = 0 entstehen. Für diese gelten die Gleichungen E = % 0. E = 0 Eds = 0 (5.2) B = 0 Bd A = 0 (5.3) j Bds = µ 0 I (5.
5.1 Statische und zeitlich veränderliche Felder 5 Induktion 5.1 Statische und zeitlich veränderliche Felder Bisher haben wir elektrische und magnetische Felder betrachtet, die durch zeitlich konstante
MehrKlausur 2 Kurs 12Ph3g Physik
2009-11-16 Klausur 2 Kurs 12Ph3g Physik Lösung (Rechnungen teilweise ohne Einheiten, Antworten mit Einheiten) Die auf Seite 3 stehenden Formeln dürfen benutzt werden. Alle anderen Formeln müssen hergeleitet
MehrDas magnetische Feld
Das Magnetfeld wird durch Objekte erzeugt und wirkt gleichzeitig auf Objekte repräsentiert die Kraftwirkung aufgrund des physikalischen Phänomens Magnetismus ist gerichtet und wirkt vom Nordpol zum Südpol
MehrWir demonstrieren die Spannungserzeugung in einer Leiterschleife bei Änderung der vom Magnetfeld durchsetzten Fläche:
4.2: Versuche zum Faraday'schen Induktionsgesetz Wir demonstrieren die Spannungserzeugung in einer Leiterschleife bei Änderung der vom Magnetfeld durchsetzten Fläche: a) Veränderliche Fläche der Leiterschleife
Mehr1 a) Das Messgerät zeigt eine Spannung an. b) Das Messgerät zeigt keine Spannung an.
Anwendungsaufgaben - Induktion - Lösungen 1 a) Das Messgerät zeigt eine pannung an. b) Das Messgerät zeigt keine pannung an. Auf die Elektronen wirken Lorentzkräfte, die sie zu einem Ende des Leiters hin
Mehr