Magnetismus und Magnetische Pole

Study Notes

Magnetismus

Magnete ziehen nur Eisen, Nickel und Kobalt an.
Magnete gibt es in verschiedenen Formen, häufig sind Stabmagnete und Hufeisenmagnete.
Die magnetische Kraft ist innerhalb eines Magneten nicht gleichmäßig verteilt.
Die Kraft nimmt mit zunehmender Entfernung vom Zentrum ab.

Magnetische Pole

Stabmagnete haben zwei Pole: Nordpol und Südpol.
Gegenüberliegende Pole ziehen sich an, gleiche Pole stoßen sich ab.

Magnetisches Feld

Das magnetische Feld eines Magneten ist der Bereich, in dem die Kräfte des Magneten wirken.
Magnetische Feldlinien helfen, das Magnetfeld zu visualisieren.
Dickere Linien zeigen ein stärkeres Magnetfeld an.
Die Form eines Magneten und seine entstehenden Feldlinien sind unterschiedlich.
Ein homogenes Magnetfeld beschreibt einen speziellen Fall, der zum Beispiel bei Hufeisenmagneten beobachtet wird.

Erdmagnetfeld

Die Erde ist von einem Magnetfeld umgeben.
Der magnetische Nordpol stimmt nicht genau mit dem geografischen Nordpol überein.
Dieser Unterschied in der Lage wird als magnetische Deklination bezeichnet.
Ein Kompass zeigt aufgrund dieser Verschiebung nicht genau nach Norden.

Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus

Hans Christian Ørsted entdeckte, dass ein elektrischer Strom ein Magnetfeld erzeugen kann.

Experiment

Eine Kompassnadel wird neben einen elektrischen Draht gelegt.
Wenn der Strom mit einer Stromquelle eingeschaltet wird, dreht sich die Kompassnadel.

Beobachtung

Die Kompassnadel dreht sich.
Strom erzeugt ein Magnetfeld.

Plazierung mehrerer Kompassnadeln

Wenn mehrere Kompassnadeln nebeneinander platziert werden, wird beobachtet, dass sich aufeinanderfolgende Nord- und Südpole kreisförmig anordnen, was die kreisförmige Anordnung des Magnetfelds zeigt.

Elektromagnet

Durch Wickeln eines elektrischen Drahtes in einer Spulenform kann das erzeugte Magnetfeld verstärkt werden.
Diese Art von Spule wird Elektromagnet genannt.

Vergleich von Stabmagnet und Elektromagnet

Die Magnetfelder von Stabmagneten und Elektromagneten sind ähnlich.
Der einzige Unterschied ist, dass ein Elektromagnet zum Betrieb Strom benötigt, während ein Stabmagnet keinen Strom benötigt.
Elektromagnete können ein- und ausgeschaltet werden.
Ein Stabmagnet ist ein Permanentmagnet.

Abhängigkeit der Elektromagnetstärke

Die Stärke des Elektromagneten hängt von mehreren Faktoren ab.

Anzahl der Windungen der Spule

Je mehr Windungen (Schleifen) der Draht einer Spule hat, desto stärker ist das erzeugte Magnetfeld.

Eisenkern

Die Verwendung eines Eisenkerns um die Windungen einer Spule herum erhöht die Stärke eines Elektromagneten.
Dies ist ähnlich wie ein Stabmagnet um die Spule herum, da der Kern als Verstärkung wirkt, die das Magnetfeld intensifiziert.

Zusätzliche Informationen

Um einen leistungsstarken Elektromagneten zu erhalten, sind mehr Windungen der Spule, ein Eisenkern und ein höherer Strom erforderlich.

Funktionsweise

Elektromagnete werden in Schaltern verwendet.
Eine große Anzahl von Drahtwindungen führt zu einer stärkeren Anziehung.
Elektromagnete werden in verschiedenen Instrumenten und Werkzeugen mit hoher magnetischer Anziehungskraft verwendet.
Die magnetische Kraft eines Elektromagneten kann ein- und ausgeschaltet werden.

Alltägliche Elektromagnete

Zwei Klangplatten auf elastischen Halbringen
Elektromagnet, der durch eine Taste ein- und ausgeschaltet werden kann, und einen Eisenstab enthält
Strom wird eingeschaltet (Taste/Klingel) → Spule wird gespannt
Feder drückt den Eisenstab nach rechts und die Feder spannt sich
Auftreffen des Stabes auf der Platte erzeugt einen Klang
Unterbrechung des Tasters/der Klingel → Spule hat keine Magnetkraft mehr
Feder drückt den Eisenstab nach links
Auftreffen des Stabes auf der Klangplatte erzeugt einen Ton

Description

In diesem Quiz lernen Sie die Grundlagen des Magnetismus, die Eigenschaften von Magneten, sowie die Konzepte der magnetischen Pole und des magnetischen Feldes. Erfahren Sie mehr über das Erdmagnetfeld und die verschiedenen Formen von Magneten. Testen Sie Ihr Wissen über magnetische Phänomene und deren Anwendung.