Elektromagnetismus: Magnetische Grundlagen

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Questions and Answers

Wie bewegt sich elektrischer Strom?

Gerichtet von Ladungsträger zu Ladungsträger

Willkürlich in alle Richtungen

Von Minus nach Plus

Von Plus nach Minus (correct)

Welches beschreibt die elektrische Stromstärke?

Die Veränderung des elektrischen Potentials

Die Anzahl der Ladungsträger pro Zeit (correct)

Das Produkt aus Spannung und Widerstand

Die Menge an elektrischer Energie pro Sekunde

Was beschreibt das elektrische Potential?

Die Anzahl der Elektronen in einem Körper

Die Spannung zwischen zwei Punkten

Die Richtung des elektrischen Stroms

Die gespeicherte Energie pro Ladung (correct)

Wie wird elektrische Spannung gemessen?

In Volt Signup and view all the answers

Was beschreibt die elektrische Leistung?

Die Änderung der elektrischen Energie pro Zeit Signup and view all the answers

Was versteht man unter Wirkungsgrad?

Das Verhältnis von nutzbringender Energie zu zugeführter Energie Signup and view all the answers

Was ist die Einheit für elektrische Energie?

Joule Signup and view all the answers

Welche Aussage über Gleich- und Wechselstrom ist korrekt?

Gleichstrom fließt in einer Richtung, Wechselstrom wechselt die Richtung Signup and view all the answers

Was ist der Bereich, in dem die Wirkung eines Magneten feststellbar ist, genannt?

Magnetfeld Signup and view all the answers

Wie verändert sich die magnetische Kraft mit der Entfernung?

Sie nimmt ab Signup and view all the answers

Was zeigt die Richtung der magnetischen Kraft an?

Die tangentiale Richtung der Feldlinien Signup and view all the answers

Welche Aussage über das Magnetfeld und die Feldlinien ist korrekt?

Je dichter die Feldlinien, desto stärker ist das Magnetfeld. Signup and view all the answers

Wie kann die Feldrichtung eines Magnetfeldes ermittelt werden?

Mit Hilfe einer Magnetnadel Signup and view all the answers

Was kann das Magnetfeld nicht abschirmen?

Vakuum Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen ist eine Modellvorstellung des Magnetfeldes?

Es existiert ein Magnetfeld zwischen den Magnetfeldlinien. Signup and view all the answers

Wie verlaufen die Feldlinien von Dauermagneten?

Von Nord- zum Südpol Signup and view all the answers

Was beschreibt die elektrische Stromrichtung?

Die Bewegung von positiven Ladungen von Plus nach Minus. Signup and view all the answers

Wie wird die elektrische Energie berechnet?

Durch Multiplikation von Stromstärke und Spannung. Signup and view all the answers

Welches der folgenden Konzepte beschreibt die elektrische Leistung?

Änderung der elektrischen Energie pro Zeit. Signup and view all the answers

Welcher Begriff beschreibt einen Körper mit Elektronenüberschuss?

Negativ geladen. Signup and view all the answers

Wie wird der Wirkungsgrad in einem elektrischen System definiert?

Verhältnis von zugeführter Energie zu nützlicher Energie. Signup and view all the answers

Welche Einheit wird für die elektrische Spannung verwendet?

Volt (V) Signup and view all the answers

Welche der folgenden Formeln beschreibt das Verhältnis zwischen elektrischer Leistung, Spannung und Stromstärke?

$P = U imes I$ Signup and view all the answers

Welche Kraft wirkt auf die Drahtstücke, die senkrecht zum Magnetfeld stehen?

Lorentzkraft Signup and view all the answers

Was ist der Zweck eines Kommutators in einem Elektromotor?

Um den Stromfluss zu wechseln Signup and view all the answers

Welche Komponente ermöglicht den elektrischen Kontakt zum Rotor?

Bürste Signup and view all the answers

Welche Teilstruktur befindet sich im Inneren eines Elektromotors?

Rotor Signup and view all the answers

Welche Aussage über die Bürsten in einem Elektromotor ist korrekt?

Sie sorgen für einen stabilen Kontakt. Signup and view all the answers

Wozu wird der Stator in einem Elektromotor verwendet?

Um das Magnetfeld bereitzustellen Signup and view all the answers

Welche Rolle spielt der Elektromagnetismus in einem Elektromotor?

Er erzeugt ein Magnetfeld, das den Rotor antreibt. Signup and view all the answers

Wie sind der Rotor und der Stator im Elektromotor angeordnet?

Sie sind concentrisch angeordnet. Signup and view all the answers

Wann ist die Kraft am größten in einem Magnetfeld?

Wenn die Stromrichtung senkrecht zu den Feldlinien verläuft Signup and view all the answers

Was beschreibt die Drei-Finger-Regel?

Die Richtung von Strom, Magnetfeld und Kraft Signup and view all the answers

Was passiert, wenn zwei parallele Leiter in die gleiche Richtung stromdurchflossen werden?

Sie ziehen sich an Signup and view all the answers

Welche Finger stehen in der Drei-Finger-Regel nicht senkrecht zueinander?

Alle drei Finger stehen senkrecht zueinander Signup and view all the answers

Was geschieht mit einem Elektronenstrahl, der durch ein elektrisches Feld beschleunigt wird?

Der Elektronenstrahl wird abgelenkt Signup and view all the answers

Was passiert mit der Kraft, wenn sich eine Ladung parallel zu den Magnetfeldlinien bewegt?

Die Kraft ist null Signup and view all the answers

Was wird durch die Temperaturerhöhung einer Glühwendel in einer Elektronenkanone erreicht?

Elektronen lösen sich aus dem Metall Signup and view all the answers

Welche Aussage über den Einfluss des Magnetfelds auf einen stromdurchflossenen Leiter ist richtig?

Der Leiter erfährt eine Kraft senkrecht zur Stromrichtung und zum Magnetfeld Signup and view all the answers

Wie verändert sich die Stärke des Magnetfeldes einer Strom durchflossenen Spule?

Sie ist größer, je größer die Stromstärke in der Spule ist. Signup and view all the answers

Was passiert, wenn der Strom in einem Leiter umgepolt wird, der sich im Magnetfeld befindet?

Die Auslenkung ändert die Richtung. Signup and view all the answers

Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Stromstärke und der Auslenkung einer Leiterschaukel im Magnetfeld?

Höhere Stromstärke führt zu höherer Auslenkung. Signup and view all the answers

Was geschieht, wenn die Windungszahl der Spule erhöht wird?

Das Magnetfeld wird stärker. Signup and view all the answers

Wann ist die Auslenkung eines stromdurchflossenen Leiters im Magnetfeld maximal?

Wenn der Winkel zwischen Stromleitung und Magnetfeldrichtung 90 Grad beträgt. Signup and view all the answers

Wie beeinflusst das Vorhandensein eines Eisenkerns das Magnetfeld einer Spule?

Es verstärkt das Magnetfeld. Signup and view all the answers

Was passiert mit zwei gleichnamigen Magnetpolen, die sich gegenüberliegen?

Sie stoßen sich ab. Signup and view all the answers

Was ist das Ergebnis, wenn beide Richtungen von Strom und Magnetfeld parallel sind?

Die Auslenkung ist minimal. Signup and view all the answers

Study Notes

Elektromagnetismus: Grundlegende Erscheinungen des Magnetismus

Körper, die Eisen, Nickel oder Kobalt anziehen, werden (Permanent-)Magnete genannt. Stoffe, die von Magneten angezogen werden, sind ferromagnetisch.
Magnete haben zwei Pole: Nordpol und Südpol.
Die Pole mit der stärksten magnetischen Wirkung sind die Pole.
Gleichnamige Pole stoßen sich ab. Ungleichnamige Pole ziehen sich an.
Je näher die Pole beieinander sind, desto stärker ist die Anziehung bzw. Abstoßung.
Ferromagnetische Materialien bestehen aus winzigen Bereichen, die sich wie kleine Magnete (Elementarmagnete) verhalten.
Wenn die Elementarmagnete ungeordnet sind, ist der Körper unmagnetisch. Wenn sie ausgerichtet sind, ist der Körper magnetisch.
Man kann einen Körper aus Eisen oder Stahl durch wiederholtes Streichen mit einem starken Magneten in gleiche Richtung magnetisieren.
Durch Erhitzen oder heftiges Schütteln kann ein magnetisierter Körper entmagnetisiert werden.
Ferromagnetische Materialien werden in der Nähe von Magneten magnetisiert. Dieses Phänomen nennt man magnetische Influenz.

Magnetische Wirkung elektrischer Ströme

Ein elektrischer Strom erzeugt ein Magnetfeld.
Die Richtung des Magnetfelds um einen geraden Leiter ist kreisförmig.
Die Richtung des Magnetfelds kann mittels der Rechte-Faust-Regel bestimmt werden.
Ändert man die Stromrichtung, ändert sich auch die Richtung des Magnetfeldes.

Elektromagneten

Eine Spule aus Draht, durch die ein elektrischer Strom fließt, verhält sich wie ein Magnet.
Durch das Aufwickeln des Drahtes in einer Spule wird das Magnetfeld verstärkt.
Wenn ein Eisenkern in die Spule eingefügt wird, wird das Magnetfeld verstärkt.

Magnetfelder und Feldlinien

Magnetische Felder lassen sich mit Feldlinien visualisieren.
Feldlinien verlaufen vom Nordpol zum Südpol eines Magneten.
Je dichter die Feldlinien beieinander liegen, desto stärker ist das Magnetfeld.

Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld

Wenn ein stromdurchflossener Leiter sich in einem Magnetfeld befindet, wirkt eine Kraft auf den Leiter.
Die Kraft ist maximal, wenn der Leiter senkrecht zum Magnetfeld steht.
Die Kraft ist null, wenn der Leiter parallel zum Magnetfeld steht.
Die Richtung der Kraft kann mittels der Rechte-Faust-Regel bestimmt werden.

Das Lorentzfeld

Auf geladene Teilchen, die sich in einem Magnetfeld bewegen, wirkt eine Kraft (Lorentzkraft).
Die Richtung der Kraft hängt von der Ladung des Teilchens und der Richtung der Bewegung sowie der Richtung des Magnetfelds ab.
Die Lorentz-Kraft kann mit der Rechte-Faust-Regel bestimmt werden.

Elektromotor

Ein Elektromotor nutzt das Prinzip der Kraftwirkung auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld, um mechanische Energie zu erzeugen.
Mittels Kommutator wird die Stromrichtung im Rotor (der bewegende Teil) so verändert, dass die Kraft auf den Rotor laufend in dieselbe Richtung wirkt.
Das wiederholte Umdrehen der Stromrichtung auf dieser Seite sorgt dafür, dass der Motor weiterdreht.

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Description

In diesem Quiz lernen Sie die grundlegenden Erscheinungen des Magnetismus kennen. Es werden Konzepte wie Magnetpole, ferromagnetische Materialien und die Mechanismen der Magnetisierung behandelt. Testen Sie Ihr Wissen über die Eigenschaften und Verhaltensweisen von Magneten.