MAGNETISMUS HARD
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Questions and Answers

Welche Eigenschaft haben Magnete?

  • Sie haben nur einen Pol.
  • Sie können in verschiedene Magnetfelder unterteilt werden.
  • Sie bestehen immer aus zwei Polen: Nord und Süd. (correct)
  • Ihre Pole lassen sich einfach trennen.
  • Was passiert, wenn ein Permanentmagnet zerbrochen wird?

  • Es verbleibt ein Magnetpol.
  • Es entstehen keine neuen Pole.
  • Die Bruchflächen bilden neue Nord- und Südpole. (correct)
  • Der Magnet verliert seine magnetischen Eigenschaften.
  • Wie wird das magnetische Feld dargestellt?

  • Durch Feldlinien, die immer geschlossen sind. (correct)
  • Durch eine räumliche Verteilung ohne Verbindung.
  • Durch einzelne Punkte im Raum.
  • Durch neutrale Bereiche ohne Orientierung.
  • In welcher Richtung verlaufen die Feldlinien eines Magneten?

    <p>Von Nordpolgebiet zum Südpolgebiet.</p> Signup and view all the answers

    Was gibt die Dichte der Feldlinien an?

    <p>Die Größe der Kraftwirkung.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über magnetische Monopole ist korrekt?

    <p>Es gibt keine magnetischen Monopole.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt die Kraftwirkung im magnetischen Feld am besten?

    <p>Die Kraft zeigt in Richtung eines gedachten Nordpols.</p> Signup and view all the answers

    In welchem Aspekt sind magnetische Felder und elektrische Felder ähnlich?

    <p>Beide können durch Feldlinien dargestellt werden.</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht, wenn ein Paramagnet in ein magnetisches Feld gebracht wird?

    <p>Die magnetische Flussdichte wird verstärkt.</p> Signup and view all the answers

    Wie verhält sich die Spannungsstoß an einer Induktionsspule im Vakuum im Vergleich zu einem magnetischen Feld?

    <p>Der Spannungsstoß an der Induktionsspule ist höher.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über ferromagnetische Stoffe ist korrekt?

    <p>Die magnetische Flussdichte wird deutlich stärker verstärkt.</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit den Weissschen Bezirken, wenn ein äußeres Magnetfeld angelegt wird?

    <p>Sie klappen in Feldrichtung um.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Beweglichkeit der Dipole in einem Magnetfeld?

    <p>Die Beweglichkeit ist entscheidend für die Ausrichtung im Magnetfeld.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Faktor beeinflusst die relative Permeabilität ( μr ) von ferromagnetischen Stoffen?

    <p>Die Feldstärke des angelegten Magnetfeldes.</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit den magnetischen Momenten der Elektronen in ferromagnetischen Stoffen ohne äußeres Magnetfeld?

    <p>Sie sind parallel in unterschiedlich orientierten Weisschen Bezirken angeordnet.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Temperaturbewegung in einem Magnetfeld ist falsch?

    <p>Temperaturbewegung ist irrelevant für magnetische Stoffe.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Lorentz-Kraft in einem Magnetfeld?

    <p>Die Kraft, die auf einen geladenen Teilchen wirkt, wenn es sich in einem Magnetfeld bewegt.</p> Signup and view all the answers

    Welche Bedingung muss erfüllt sein, damit die Lorentz-Kraft maximal ist?

    <p>Die Geschwindigkeit muss senkrecht zum Magnetfeld sein.</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit dem Bahnradius eines elektrisch geladenen Teilchens, wenn seine Geschwindigkeit erhöht wird?

    <p>Der Bahnradius wird größer.</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielen die linke Hand Regel und die rechte Hand Regel im Elektromagnetismus?

    <p>Die linke Hand Regel wird für die Richtung der Lorentz-Kraft verwendet, während die rechte Hand Regel für die Stromrichtung zuständig ist.</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine wichtige Eigenschaft der Umlauffrequenz von Teilchen in einem Zykotron?

    <p>Die Umlauffrequenz ist unabhängig von der Bahngeschwindigkeit.</p> Signup and view all the answers

    Was versteht man unter elektromagnetischer Induktion?

    <p>Die Erzeugung von Spannungen durch bewegte Leiter in Magnetfeldern.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über den Einfluss von Magnetfeldern auf elektrische Ströme ist korrekt?

    <p>Magnetfelder beeinflussen die Richtung des Stromflusses.</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit ruhenden Leitern, die sich in einem sich ändernden Magnetfeld befinden?

    <p>Es entsteht eine Spannung in den Leitern.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die linke Faustregel in Bezug auf den Elektronenfluss?

    <p>Der Daumen zeigt in Richtung des Elektronenflusses.</p> Signup and view all the answers

    Welches Element hat keinen Einfluss auf die Stärke eines Magnetfeldes in der Spule?

    <p>Der Abstand r vom Mittelpunkt der Spule</p> Signup and view all the answers

    Wie berechnet sich die magnetische Feldstärke H in einer Leiterschleife?

    <p>$\frac{I \cdot R}{2(R^2 + a^2)}$</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über das Magnetfeld einer langen Spule ist korrekt?

    <p>Das Magnetfeld im Innenraum einer Spule ist homogen.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Größen ist keine Komponente bei der Berechnung der Magnetfeldstärke in einer langen Spule?

    <p>Die Temperatur T</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptursache für die Aufhebung der Komponenten normal zur Symmetrieachse in einer Leiterschleife?

    <p>Die Rotationssymmetrie.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Faktor ist entscheidend für die Berechnung der Windungsdichte n in einer Spule?

    <p>Die Länge der Spule l</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine falsche Anwendung des rechten Handregel, wenn es um die Richtung der Stromleiter geht?

    <p>Daumen zeigt in Richtung des Elektronenflusses.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Richtung der Feldlinien um einen stromdurchflossenen Leiter?

    <p>Sie folgen der Rechtsschraubenregel.</p> Signup and view all the answers

    Zu welchem Zweck wird die Formel $Q imes v = I imes l$ verwendet?

    <p>Um die Beziehung zwischen bewegten Ladungen und Strom zu beschreiben.</p> Signup and view all the answers

    Welches Element ist kein Bestandteil der magnetischen Feldstärke?

    <p>Temperatur</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine wichtige Annahme über magnetische Felder?

    <p>Es existiert keine magnetische Ladung.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt ein homogenes Magnetfeld?

    <p>Ein Magnetfeld, das in alle Richtungen gleich stark ist.</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die magnetische Feldstärke in der SI-Einheit definiert?

    <p>Durch die Kraft pro Einheit Stromstärke.</p> Signup and view all the answers

    Welche Regel beschreibt die Orientierung der Feldlinien in einem Magnetfeld?

    <p>Rechte-Hand-Regel.</p> Signup and view all the answers

    Was erzeugt ein bewegter elektrischer Ladung?

    <p>Ein Magnetfeld, das von der Geschwindigkeit abhängt.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen zu magnetischen Dipolen ist richtig?

    <p>Magnetische Dipole haben immer einen Nord- und einen Südpol.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die magnetische Feldstärke H?

    <p>Das Drehmoment, das auf eine Magnetnadel wirkt</p> Signup and view all the answers

    Welcher Zusammenhang hat die magnetische Flussdichte B zur magnetischen Feldstärke H?

    <p>B ist direkt proportional zu H</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die magnetische Permeabilität μ eines Materials?

    <p>Die Fähigkeit eines Materials, sich einem Magnetfeld anzupassen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die SI-Einheit für den magnetischen Fluss?

    <p>WEBER</p> Signup and view all the answers

    Wie wird der magnetische Fluss Φ in einem homogenen Magnetfeld bestimmt?

    <p>Φ = B × A</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet die Beziehung B = μ ⋅ H?

    <p>Die magnetische Flussdichte ist direkt proportional zur Feldstärke</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaften hat die magnetische Permeabilität μr?

    <p>Sie ist dimensionslos</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Begriff 'magnetischer Dipol'?

    <p>Ein System mit einem positiven und negativen Magnetpol</p> Signup and view all the answers

    Auf welche Weise beeinflusst die Windungszahl n in einer Spule die magnetische Feldstärke?

    <p>Eine höhere Windungszahl erhöht die Feldstärke</p> Signup and view all the answers

    Was besagt die Aussage: 'In einem magnetischen Feld ist der Gesamtfluss durch eine geschlossene Fläche immer Null'?

    <p>Eingehender und ausgehender Fluss heben sich auf</p> Signup and view all the answers

    Wie definiert man die magnetische Flussdichte B in Bezug auf die magnetische Feldstärke H und die Permeabilität μ?

    <p>B = μ ⋅ H</p> Signup and view all the answers

    Welcher Faktor beeinflusst die Stärke des Drehmoments auf die Magnetnadel direkt?

    <p>Die Anzahl der Windungen und der Strom</p> Signup and view all the answers

    Wie ist die Einheit der speziellen magnetischen Permeabilität μ0 definiert?

    <p>V ⋅ s / (A ⋅ m)</p> Signup and view all the answers

    In welchem Fall ist die Beziehung B ∝ H nicht anwendbar?

    <p>Beim Durchqueren von materiellen Grenzen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion der magnetischen Flussdichte B in der Auslegung von Magnetfeldern?

    <p>Beschreibung der Dichte der magnetischen Feldlinien</p> Signup and view all the answers

    Der Effekt des Diamagnetismus wird immer vollständig wahrgenommen und stört keine anderen Effekte.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Ein Diamagnet erzeugt ein Magnetfeld, das in die gleiche Richtung wie das äußere Magnetfeld zeigt.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die Flussdichte B in einem Diamagnet ist im Inneren des Körpers verstärkt.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Der Spannungsstoß an einer Induktionsspule im Vakuum ist normalerweise geringer als in einem magnetischen Feld.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Ein perfekter Diamagnet kann magnetische Feldlinien nicht vollständig aus seinem Inneren verdrängen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    In nichtmagnetischen Materialien sind die Elementarmagnete geordnet.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die Annäherung eines Magneten an ein nichtmagnetisches Material führt zur Zerstörung der Elementarmagnete.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die magnetische Ausrichtung von Elementarmagneten in einem Material ist unabhängig von äußeren Magnetfeldern.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die magnetische Flussdichte wird in einem Vakuum nicht verstärkt.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Ferromagnetische Stoffe weisen eine stärkere Verstärkung der magnetischen Flussdichte auf als paramagnetische Stoffe.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Eisen und Stahl sind Beispiele für paramagnetische Stoffe.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die anisotropen Eigenschaften von ferromagnetischen Stoffen sind unabhängig von der Feldstärke.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die Weissschen Bezirke eines ferromagnetischen Materials sind unter einem äußeren Magnetfeld gleichmäßig ausgerichtet.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die temperaturelle Bewegung von Teilchen verstärkt die Ausrichtung der Dipole in einem Magnetfeld.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Ein Paramagnet hat kein permanentes magnetisches Moment.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Bei der Einführung eines äußeren Magnetfeldes nehmen die magnetischen Momente der Elektronen in einem Ferromagneten eine zufällige Stellung ein.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die Biot-Savart-Kraft ist maximal, wenn der stromdurchflossene Leiter und das Magnetfeld parallel zueinander verlaufen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Das Coulomb-Gesetz beschreibt die Erzeugung elektrischer Felder durch Magnetfelder.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die Lorentz-Kraft wirkt auf einen ruhenden Elektron, das sich in einem Magnetfeld befindet.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die Maxwell-Gleichungen wurden zuerst von James Clerk Maxwell in den Jahren 1861-1864 formuliert.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Nach dem dritten Newton'schen Axiom bewirken Stromdurchflossene Leiter keine Wechselwirkungen mit einem Permanentmagneten.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Der Begriff 'monopol' bezieht sich auf die Existenz von magnetischen Punktladungen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die elektromagnetische Induktion beschreibt, wie zeitlich veränderliche magnetische Felder elektrische Spannungen erzeugen.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Ein Permanentmagnet erzeugt immer eine Kraft auf einen ruhenden, stromdurchflossenen Leiter.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die Beziehung $F = Q imes v imes B$ beschreibt die Lorentz-Kraft für bewegte Ladungen.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Stromdurchflossene Leiter erzeugen kein Magnetfeld um sich herum, wenn sie sich in Ruhe befinden.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Ein Hufeisenmagnet hat die gleiche magnetische Struktur wie ein Stabmagnet.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Die magnetische Flussdichte $B$ ist unabhängig von der Stärke des angelegten Magnetfeldes $H$.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Eine stromdurchflossene Spule erzeugt ein gleichmäßiges Magnetfeld, das als homogen betrachtet werden kann.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Magnetische Felder wirken nur auf permanente Magnete und nicht auf Elektronen in Bewegung.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Der magnetische Dipol hat eine ähnliche Funktionsweise wie ein elektrischer Dipol, da beide ein Feld erzeugen.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Im homogenen elektrostatischen Feld wirkt die Kraft auf die positive Ladung in derselben Richtung wie auf die negative Ladung.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Das Dipolmoment ist definiert als das Produkt der elektrischen Ladung Q und dem Abstand l zwischen den Ladungen.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Das Drehmoment M wird durch die Formel $M = r⃗ × F ⃗$ beschrieben, wobei r⃗ der Abstand zwischen den Ladungen ist.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Das magnetische Moment ist ausschließlich das Ergebnis der Eigenrotation von Elektronen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Eine Stromdichteverteilung kann kein magnetisches Moment erzeugen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Eine bewegte Ladung Q erzeugt ein magnetisches Feld, das gleich ist dem eines fließenden Stroms I in einem Leiter der Länge l.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Die Richtung der Magnetfeldlinien um einen stromdurchflossenen Leiter folgt der Linken-Hand-Regel.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Ein homogenes Magnetfeld kann im Inneren einer unendlich langen, geraden Spule in Vakuum existieren.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Die magnetische Feldstärke H wird in Volt pro Meter (V/m) gemessen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Magnetische Monopole existieren in der Natur, ähnlich wie elektrische Ladungen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die Gleichung $Q imes v = I imes l$ beschreibt die Beziehung zwischen Ladung, Geschwindigkeit und Strom über eine definierte Leiterlänge.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Es gibt eine „magnetische Ladung“, die analog zu elektrischen Ladungen funktionieren kann.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Bei der Messung der magnetischen Feldstärke wird die Homogenität des Feldes als wesentlich betrachtet.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Die magnetische Feldstärke hat kein analoges Konzept in der Elektrizität.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die Feldlinien eines magnetischen Feldes verlaufen konzentrisch um einen stromdurchflossenen Leiter.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Der Begriff Magnetismus stammt von einer Region in Kleinasien namens ______.

    <p>Magnesia</p> Signup and view all the answers

    Die physikalische Erscheinung des Magnetismus äußert sich als Kraftwirkung zwischen Permanentmagneten und ______.

    <p>magnetisierten Gegenständen</p> Signup and view all the answers

    Magnetisches Gestein, das im Altertum in Magnesia gefunden wurde, nennt man ______.

    <p>Magnetite</p> Signup and view all the answers

    Bewegte elektrische ______ erzeugen ein Magnetfeld.

    <p>Ladungen</p> Signup and view all the answers

    Ein magnetisches Feld wird beschrieben als ein ______, das von Magneten und elektrischen Ladungen erzeugt wird.

    <p>Feld</p> Signup and view all the answers

    Im homogenen elektrostatischen Feld E wirkt auf die positive Ladung die Kraft F und auf die negative Ladung -______

    <p>F</p> Signup and view all the answers

    Das Drehmoment M wird durch die Formel M = r⃗ × ______ beschrieben.

    <p>F</p> Signup and view all the answers

    Das Dipolmoment p⃗ wird berechnet mit der Formel p⃗ = Q ⋅ ______.

    <p>l</p> Signup and view all the answers

    Bewegte elektrische Ladungen erzeugen ein ______.

    <p>magnetisches Moment</p> Signup and view all the answers

    Jede Stromdichteverteilung führt zu einem ______ im Magnetfeld.

    <p>magnetischen Moment</p> Signup and view all the answers

    Der Daumen zeigt in Richtung des __________ (Elektronenflusses).

    <p>Elektronenflusses</p> Signup and view all the answers

    Die __________ einer Spule beschreibt das Paket aus n Ringleitern.

    <p>Spule</p> Signup and view all the answers

    Die Stärke des Magnetfeldes im Innenraum einer langgestrickten __________ ist homogen.

    <p>Zylinderspule</p> Signup and view all the answers

    Die magnetische Feldstärke H in einer Leiterschleife wird durch die Formel __________ beschrieben.

    <p>H|| = (I⋅R)/(2⋅(R² + a²))</p> Signup and view all the answers

    Die __________ des Magnetfeldes nimmt mit dem Abstand r ab.

    <p>Feldstärke</p> Signup and view all the answers

    Die __________ gibt an, wie viele Windungen pro Längeneinheit in einer Spule vorhanden sind.

    <p>Windungsdichte</p> Signup and view all the answers

    Die __________ zeigt die Richtung des elektrischen Stroms an (von + nach -).

    <p>rechte Handregel</p> Signup and view all the answers

    Die magnetische Feldkonstante wird durch das Symbol __________ dargestellt.

    <p>μ0</p> Signup and view all the answers

    Eine sich mit der Geschwindigkeit v bewegende Ladung Q erzeugt das gleiche Magnetfeld wie ein Strom I der durch einen Leiter der Länge ______ fließt.

    <p>l</p> Signup and view all the answers

    Die Feldlinien stehen normal auf die Stromrichtung und bilden um die Leiter konzentrische ______.

    <p>Kreise</p> Signup and view all the answers

    Die Richtung der Linien folgt der ______-Regel und der Rechte-Hand-Regel.

    <p>Rechtsschrauben</p> Signup and view all the answers

    Ein magnetisches Feld entsteht durch eine ______ Ladung.

    <p>bewegte</p> Signup and view all the answers

    Die magnetische Feldstärke ist proportional zur ______ und zur Windungszahl n.

    <p>Stromstärke</p> Signup and view all the answers

    Ein homogenes Magnetfeld ist im Inneren einer unendlich langen, geraden ______ in Vakuum.

    <p>Spule</p> Signup and view all the answers

    Es existiert keine „magnetische ______“, daher basieren unsere Annahmen über Magnetismus auf anderen Prinzipien.

    <p>Ladung</p> Signup and view all the answers

    Der Körper versucht sich nach dem ______ auszurichten.

    <p>Magnetfeld</p> Signup and view all the answers

    Die magnetische Feldstärke H ist ein Maß für das entstehende ______ in einem Magnetfeld.

    <p>Drehmoment</p> Signup and view all the answers

    Für die Berechnung der magnetischen Feldstärke gilt die Beziehung Q⋅v=______⋅l.

    <p>I</p> Signup and view all the answers

    Die magnetische Feldstärke H ist ein Verhältnis zwischen dem maximalen mechanischen ______ und der Stärke des Magnetfeldes.

    <p>Drehmoment</p> Signup and view all the answers

    Die Orientierung des Magnetfeldes eines Leiters erfolgt mittels der ______-Regel.

    <p>Rechte-Faust</p> Signup and view all the answers

    Das ______-Moment ist ein wichtiges Konzept im Zusammenhang mit magnetischen Feldern und Materialien.

    <p>magnetische</p> Signup and view all the answers

    Das Magnetfeld um einen geraden Leiter verläuft in ______ Kreisen um den Leiter.

    <p>konzentrischen</p> Signup and view all the answers

    Die magnetische Feldstärke H nimmt linear mit der Stromstärke ______ zu.

    <p>I</p> Signup and view all the answers

    Die Formel zur Berechnung der magnetischen Feldstärke für unendlich lange geraden Leiter lautet H = I / ______.

    <p>2πa</p> Signup and view all the answers

    Die magnetische Feldstärke hängt auch vom ______ ab, also vom Abstand zum Leiter.

    <p>Abstand</p> Signup and view all the answers

    Die vektorielle Größe zur Beschreibung magnetischer Vorgänge verläuft von ______ nach NORD.

    <p>SÜD</p> Signup and view all the answers

    Der äußere Erdkern besteht aus __________ Metallen.

    <p>geschmolzenen</p> Signup and view all the answers

    Die __________ des flüssigen Erdkerns führt zu Konvektionsströmungen.

    <p>Erwärmung</p> Signup and view all the answers

    Strömungen aus __________ erzeugen magnetische Felder.

    <p>Eisen</p> Signup and view all the answers

    Die Drehung der Erde verstärkt die __________ der Flüssigkeitsströme.

    <p>Verwirbelungen</p> Signup and view all the answers

    Die __________ im Erdinnern stabilisiert die Magnetfeldstruktur.

    <p>Konvektionsströmung</p> Signup and view all the answers

    Permanentmagnete bestehen hauptsächlich aus __________, Nickel oder Kobalt.

    <p>Eisen</p> Signup and view all the answers

    Permanentmagnete behalten ein gleichbleibendes __________.

    <p>Magnetfeld</p> Signup and view all the answers

    Permanentmagnete können __________ werden durch abklingendes magnetisches Wechselfeld.

    <p>entmagnetisiert</p> Signup and view all the answers

    Die elementaren Bauteile, die ein magnetisches Moment besitzen, sind __________, Elektronen und Neutronen.

    <p>Protonen</p> Signup and view all the answers

    Ein mikroskopischer magnetischer __________ entsteht aufgrund unvollständiger Kompensation der elementaren Dipole.

    <p>Dipol</p> Signup and view all the answers

    Die __________ zwischen Magnetfeldrichtung und geografischer Nordrichtung wird als Deklinationswinkel bezeichnet.

    <p>Winkel</p> Signup and view all the answers

    Das Magnetfeld der Erde erzeugt __________ in den elektrischen Leitern.

    <p>Strom</p> Signup and view all the answers

    Die Magnetfeldstärke wird in __________ gemessen.

    <p>mT</p> Signup and view all the answers

    Eine __________ Anzahl an Kernteilchen im Atom führt zu einem Spin.

    <p>ungerade</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Konzepte der elektromagnetischen Induktion den entsprechenden Beschreibungen zu:

    <p>Lenzsche Regel = Die Induktionsspannung erzeugt Ströme, die dem ursprünglichen Magnetfeld entgegenwirken. Lorentz-Kraft = Die Kraft, die auf ein bewegtes geladenes Teilchen im Magnetfeld wirkt. Änderung des magnetischen Flusses = Das Resultat einer sich verändernden Magnetfeldstärke durch eine Leiterschleife. Induktionsspannung = Die Spannung, die zwischen den Enden eines bewegten Leiters in einem Magnetfeld entsteht.</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Begriffe zu den jeweiligen Phänomenen im Elektromagnetismus zu:

    <p>Bewegter Leiter = Erzeugt eine Induktionsspannung durch Bewegung im Magnetfeld. Magnetfeld = Beeinflusst die Lorentz-Kraft auf bewegte Ladungen. Negative Überschussladung = Entsteht am Ende eines bewegten Leiters. Strömung im Magnetfeld = Verursacht Kräfte, die auf die Ladungen in einem Leiter wirken.</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die physikalischen Konzepte den entsprechenden Eigenschaften zu:

    <p>Magnetisches Feld B = Hat eine Richtung, die vom Stromfluss abhängt. Induktionsgesetz = Beschreibt die Erzeugung von Spannung durch magnetische Flussänderung. Magnetischer Fluss Φ = Repräsentiert die Gesamtanzahl an Magnetfeldlinien durch eine Fläche. Strom in einer Spule = Wird durch die Anwendung der Lenzschen Regel beeinflusst.</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Begriffe den richtigen Definitionen zu:

    <p>Induktionsspannung Uind = Die Spannung, die durch sich bewegende Ladungen in einem Magnetfeld erzeugt wird. Magnetische Permeabilität μ = Gibt an, wie gut ein Material magnetische Feldlinien leitet. Homogenes Magnetfeld = Ein Magnetfeld mit konstanter Flussdichte über die gesamte Fläche. Stromflussrichtung = Die Richtung, in der positive Ladungen fließen, entgegen der Elektronenbewegung.</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die verschiedenen Aspekte der elektromagnetischen Induktion den passenden Merkmale zu:

    <p>Induktion in bewegten Leitern = Beruht auf der Bewegung des Leiters im Magnetfeld. Kraftwirkung im Magnetfeld = Hängt von der Geschwindigkeit des bewegten Leiters ab. Schließung der Leiterschleife = Erzeugt ein geschlossenes System für die Induktionsspannung. Zeitliche Änderung des Flusses = Bestimmt die Richtung der erzeugten Induktionsspannung.</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden magnetischen Felder den jeweiligen Beschreibungen zu:

    <p>Magnetfeld eines Stabmagneten = Stabmagnet mit einem ausgeprägten Nord- und Südpol Magnetfeld eines Hufeisenmagneten = U-förmiger Magnet, der an den Enden stärkere Felder aufweist Magnetfeld zweier sich abstoßender Stabmagnete = Entstehung von Feldlinien, die sich gegenseitig abstoßen Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule = Zylinderförmiges Magnetfeld, das durch elektrischen Strom erzeugt wird</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Begriffe den richtigen Erklärungen zu:

    <p>Drehmoment = Kraft, die auf einen gegenläufigen Magneten wirkt Permanentmagnet = Ein Magnet, der dauerhaft magnetisch bleibt Stromdurchflossener Leiter = Erzeugt durch Stromfluss ein Magnetfeld Bewegte elektrische Ladung = Führt zu einem erzeugten Magnetfeld, wenn sie sich bewegt</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden magnetischen Konzepte den korrekten Aussagen zu:

    <p>Magnetische Feldlinien = Stellen die Richtung und die Stärke eines Magnetfeldes dar Feldna-del = Richtet sich entlang der magnetischen Feldlinien aus Magnetische Dipole = Paare von Plus- und Minuspolen erzeugen ein Magnetfeld Lorentz-Kraft = Wirkt auf bewegte elektrische Ladungen im Magnetfeld</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Eigenschaften den entsprechenden Phänomenen im Magnetismus zu:

    <p>Homogenes Magnetfeld = Ein Magnetfeld mit gleichmäßiger Stärke und Richtung Ferromagnetismus = Stoffe, die stark auf Magnetfelder reagieren Paramagnetismus = Stoffe, die schwach magnetisiert werden Diamagnetismus = Stoffe, die nicht magnetisch sind und schwache Abstoßung zeigen</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Konzepte der elektrischen Ladung und Magnetfeld zu:

    <p>Stromfluss = Erzeugt ein Magnetfeld um einen Leiter Bewegte Ladung = Erzeugt ein dynamisches Magnetfeld Statisches Magnetfeld = Entsteht durch einen magnetischen Dipol Induktionsgesetz = Beschreibt die Erzeugung von Spannung durch einen sich ändernden Magnetfeld</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Begriffe den passenden Beschreibungen zu:

    <p>Aluminium = Paramagnetischer Stoff Eisen = Ferromagnetischer Stoff Flüssiger Sauerstoff = Wesentlicher Bestandteil von Paramagnetismus Stahl = Ferromagnetischer Stoff</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Materialien ihrem magnetischen Verhalten zu:

    <p>Eisen = Verstärkung der magnetischen Flussdichte Aluminium = Unbedeutende Verstärkung der magnetischen Flussdichte Flüssiger Sauerstoff = Paramagnetismus mit Bewegung der Dipole Stahl = Stärkere Ferromagnetismus als Eisen</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Aussagen zu den entsprechenden magnetischen Konzepten zu:

    <p>Magnetische Flussdichte = Wird durch äußeres Magnetfeld verstärkt Weisssche Bezirke = Ausrichtung durch äußeres Magnetfeld Relative Permeabilität (μr) = Abhängigkeit von der Feldstärke Temperaturbewegung = Wirkt dem Ausrichten der Dipole entgegen</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Begriffe den Konzepten des Elektromagnetismus zu:

    <p>Paramagnetismus = Ereignisse in Gase und Flüssigkeiten Ferromagnetismus = Kristalleigenschaft Spannungsstoß = Erhöht in einem magnetischen Feld Magnetische Momente = Bereits in Weisssche Bezirken ausgerichtet</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Effekte den passenden Magnettypen zu:

    <p>Paramagnetische Materialien = Eingeschränkte Beweglichkeit der Dipole Ferromagnetische Materialien = Starker Effekt bei Festkörpern Weisssche Bezirke = Parallel angeordnete Momente ohne Feld Temperaturbewegung = Entgegenwirken der Ausrichtung</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Magnetphänomene den entsprechenden Erklärungen zu:

    <p>Ausrichten der Dipole = Erforderlich bei ausreichender Beweglichkeit Spannungsstoß in einer Induktionsspule = Höher als im Vakuum Stoffe bei Magnetfeldern = Wirkung unterschiedlich je nach Zustand Feldstärkeabhängigkeit von μr = Entscheidend für das magnetische Verhalten</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden magnetischen Elemente den entsprechenden Eigenschaften zu:

    <p>Eisen = Verstärkung der Flussdichte Flüssiger Sauerstoff = Paramagnetisches Verhalten Stahl = Starker Ferromagnet Aluminium = Schwacher Magnet</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Konzepte den richtigen Eigenschaften zu:

    <p>Magnetisches Feld = Einfluss auf die Bewegung von Ladungen Ferromagnetismus = Ausrichtung durch äußeres Feld Lorentz-Kraft = Kraft auf bewegte elektrische Ladungen Induktion = Erzeugung von Spannung durch Magnetfeldänderung</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Physiker den Jahren zu, in denen sie bedeutende Beiträge zur Elektrodynamik geleistet haben:

    <p>Oersted = 1820 Faraday = 1821 Ampere = 1820 Maxwell = 1861-1864</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Gesetzmäßigkeiten im Elektromagnetismus den entsprechenden Aussagen zu:

    <p>Coulomb-Gesetz = Elektrische Felder werden von elektrischen Ladungen hervorgerufen Monopole = Es gibt keine magnetischen Punktladungen Induktion = Veränderliche Magnetfelder erzeugen elektrische Spannungen Durchflutungsgesetz = Zeitlich veränderliche elektrische Felder erzeugen magnetische Felder</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Komponenten der Biot-Savart-Kraft den richtigen Formeln zu:

    <p>F = I ⋅ l × B F maximal = l ⊥ B F null = l || B I = Q/t</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Konzepte den richtigen Beschreibungen zu:

    <p>Lorentz-Kraft = Magnetfeld erzeugt Kraftwirkung auf bewegte Ladungsträger Newton'sches Axiom = Action = Reactio Magnetfeld = Behält Kraft auf stromdurchflossene Leiter bei Biot-Savart-Gesetz = Gibt den Zusammenhang zwischen Leitungsstrom und Magnetfeld an</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Aussagen über die Kräfte im Magnetfeld den entsprechenden Beschreibungen zu:

    <p>Kraftwirkung = Auf jeden stromdurchflossenen Leiter wirkt eine Kraft Walter's Gesetz = F ∝ I, wenn l in Magnetfeld ist Kraft bei null = Wenn l und B parallel sind Wechselwirkung = Permanentmagnet übt auch Kraft auf Leiter aus</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Formeln den richtigen physikalischen Phänomenen zu:

    <p>F = Q ⋅ v × B = Lorentz-Kraft F = I ⋅ l × B = Biot-Savart-Kraft F = I ⋅ l ⋅ B = Maximale Kraftkonfiguration F = 0 = Keine Kraft bei paralleler Ausrichtung</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Begriffe der Elektrodynamik den entsprechenden Definitionen zu:

    <p>Stromstärke = I = Q/t Ladungsträger = Tragen elektrische Ladung Energieverlust = Wird proportional zur Spannung im Leiter Magnetische Felder = Wird durch bewegte elektrische Ladung erzeugt</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Erfindungen bzw. Theorien den entsprechenden Wissenschaftlern zu:

    <p>Faraday = Induktionsgesetz Ampere = Kraft auf stromdurchflossene Leiter Oersted = Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus Maxwell = Maxwell-Gleichungen</p> Signup and view all the answers

    Ordne die verschiedenen naturwissenschaftlichen Konzepte den richtigen Eigenschaften zu:

    <p>Energie = Kann nicht verloren gehen, nur umgewandelt werden Einheit der magnetischen Flussdichte = Tesla Einheit der elektrischen Feldstärke = Volt pro Meter Wirkung von Magnetfeld = Kraft auf bewegte Ladungsträger</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Konsequenzen aus der elektromagnetischen Induktion den passenden Szenarien zu:

    <p>Variierendes Magnetfeld = Erzeugt elektrisches Feld Drehbewegung = Kraft auf Leiter Stromänderung = Induktion in einem geschlossenen Kreis Feldlinien = Orientierung und Stärke des Magnetfeldes</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Magnetfelder den entsprechenden Quellen zu:

    <p>Permanentmagnete = Metalle wie Eisen, Nickel oder Kobalt Stromdurchflossene Leiter = Bewege elektrische Ladungen Bewegte elektrische Ladungen = Induzieren ein Magnetfeld Elektromotoren = Nutzen Magnetfelder zur Energieumwandlung</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Begriffe den entsprechenden Erklärungen zu:

    <p>Konvektionsströmung = Strömung aufgrund von Temperaturunterschieden Magnetfeld = Raum, in dem eine magnetische Kraft wirkt Elementarmagnete = Kleinste Bausteine mit magnetischen Momenten Permanentmagnet = Magnet, der dauerhaft ein Magnetfeld besitzt</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Eigenschaften den passenden Konzepten zu:

    <p>Dauermagnet = Behält das Magnetfeld ohne Energieaufwand Entmagnetisierung = Erfolgt durch Wärme oder äußeres Magnetfeld Polverteilung = Entsteht durch die Ausrichtung der Magnetisierung Magnetfeldlinien = Stellen die Richtung und Stärke eines Magnetfeldes dar</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Phasen des Magnetfeldes den entsprechenden Vorgängen zu:

    <p>Erwärmung des Erdkerns = Erzeugt konvektive Strömungen Drehung der Erde = Beeinflusst die Flüssigkeitsströme Induktion = Erzeugt zusätzliche Spannungen Fließender Strom = Erzeugt ein Magnetfeld</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Magnetfeldarten den entsprechenden Anwendungen zu:

    <p>Permanentmagnete = Starke, langlebige Magneten Elektromagnete = Erzeugt Magnetfeld durch elektrischen Strom Feldmagnet im Magnetron = Tempo- und Frequenzregulierung Ablenk- und Fokussierungsmagnete = In Teilchenbeschleunigern verwendet</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Begriffe den entsprechenden physikalischen Phänomenen zu:

    <p>Spin = Quanteneigenschaft von Kernteilchen Magnetische Momente = Entstehen durch elementare Teilchen Ungerade Anzahl an Kernteilchen = Besitzt einen unkompensierten Spin Erwärmung von Magneten = Kann zur Entmagnetisierung führen</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Konzepte den entsprechenden Ergebnissen zu:

    <p>Induziertes Magnetfeld = Wird durch bewegte elektrische Ladungen erzeugt Magnetfeldstärke = Gibt die Dichte der Feldlinien an Stromfluss = Kann Magnetfeld verstärken Feldlinien = Verlaufen vom Nord- zum Südpol eines Magneten</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Elemente den entsprechenden Eigenschaften zu:

    <p>Eisen = Häufig in Permanentmagneten verwendet Nickel = Erhöht die Magnetfeldstärke Kobalt = Element für spezielle Magnetanwendungen Neodym = Verstärkung mittelstarker Magnetfelder</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die magnetischen Dipole den entsprechenden Konzepten zu:

    <p>Elementardipole = Verdichten sich in ferromagnetischen Stoffen Mikroskopische Dipole = Kompenzieren sich teilweise in Stoffen Kernspin = Gibt die Gesamtmagnetisierung an Magnetische Dipole = Verhalten sich ähnlich wie elektrische Ladungen</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Konzepte den entsprechenden Effekten zu:

    <p>Drehung der Erde = Beeinflusst das Magnetfeld zusätzlich Temperaturabhängigkeit = Hat Auswirkungen auf die Magnetisierung Äußere Magnetfelder = Können die Eigenschaften verringern Stoßeinwirkung = Kann ebenfalls Entmagnetisierung verursachen</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Parameter den entsprechenden Berechnungen zu:

    <p>Windungsdichte = Beeinflusst die magnetische Feldstärke Magnetische Induktion = Gibt die Reaktion auf ein äußeres Feld an Magnetfeld Stärke H = Erstellt ein Basis für weitere Berechnungen Magnetfluss = Beeinflusst das Verhältnis von Gin und B</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Anwendungsbeispiele den entsprechenden Magnetfeldtypen zu:

    <p>Magnetfeld der Erde = Schützt die Erde vor Sonnenwind Schellentechnologie = Fokussiert Teilchen in der Physik Magnetmotoren = Setzen Magnetfelder zur Kraftnutzung ein Trenntechnik = Beruht auf den Prinzipien von Magnetfeldern</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Konzepte den richtigen Erklärungen zu:

    <p>Stromstärke I = Beeinflusst die Magnetfeldstärke Spannung V = Bestimmt den Stromfluss in der Leitung Widerstand R = Beeinflusst die Efikivität des Stromflusses Magnetische Feldstärke B = Gibt die Kraft an, die auf bewegte Ladungen wirkt</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Begriffe den entsprechenden Definitionen zu:

    <p>Magnetische Flussdichte B = Bezieht sich auf die Dichte der Feldlinien Magnetische Feldstärke H = Proportional zu I × n / l Relative Permeabilität μr = Dimensionslose Größe im Verhältnis zu μ0 Magnetischer Fluss Φ = Summe der Feldlinien, die durch eine Fläche treten</p> Signup and view all the answers

    Ordne die SI-Einheiten den entsprechenden physikalischen Größen zu:

    <p>Tesla (T) = Magnetische Flussdichte Weber (Wb) = Magnetischer Fluss Henry (H) = Induktivität Ampere (A) = Stromstärke</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Gesetzmäßigkeiten den entsprechenden Formeln zu:

    <p>B = μ ⋅ H = Beziehung zwischen magnetischer Flussdichte und Feldstärke Φ = B ⋅ A = Bestimmung des magnetischen Flusses in homogener Fläche H = n × I / l = Berechnung der magnetischen Feldstärke in einer Spule μ = μr ⋅ μ0 = Definition der magnetischen Permeabilität</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Faktoren den entsprechenden Auswirkungen zu:

    <p>Windungszahl n = Einfluss auf die Stärke der magnetischen Feldstärke in einer Spule Länge l = Beziehung zur Berechnung von H in einer Spule Durchmesser d = Einfluss auf das Raumdisposition des Magnetfeldes Strom I = Direkter Einfluss auf die erzeugte magnetische Feldstärke</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Begriffe den jeweiligen Beschreibungen zu:

    <p>Magnetische Permeabilität μ = Fähigkeit eines Materials, sich einem Magnetfeld anzupassen Magnetische Flusslinien = Darstellung der Richtung und Stärke des Magnetfeldes Überlagerungsprinzip = Resultierendes Magnetfeld aus mehreren Quellen Geomagnetisches Feld = Natürlicher Magnetfeld der Erde</p> Signup and view all the answers

    Ordne die verschiedenen Arten von Magnetfeldern ihren Eigenschaften zu:

    <p>Homogenes Magnetfeld = Einheitliche Feldlinien und -stärke Inhomogenes Magnetfeld = Feldlinien variieren in Dichte und Richtung Statisches Magnetfeld = Fixe Feldlinien, keine zeitlichen Änderungen Dynamisches Magnetfeld = Feldlinien verändern sich über die Zeit</p> Signup and view all the answers

    Ordne die spezifischen Eigenschaften den richtigen Begriffen zu:

    <p>Magnetische Kräfte = Wirkung auf magnetische Materialien oder Ladungen Magnetische Dipole = Paare mit entgegengesetzten magnetischen Momenten Lorentz-Kraft = Kraft auf bewegte Ladungen im Magnetfeld Weisssche Bezirke = Regionen in ferromagnetischen Materialien</p> Signup and view all the answers

    Ordne die physikalischen Konzepte den entsprechenden Modellen zu:

    <p>Tesla = Einheit der magnetischen Flussdichte Weber = Einheit des magnetischen Flusses A/m = Einheit der magnetischen Feldstärke H/m = Relative Permeabilität von Materialien</p> Signup and view all the answers

    Ordne die spezifischen Formeln den korrekten Konzepten zu:

    <p>Φ = ∫ B ⋅ dA = Definition des magnetischen Flusses durch Integration B ∝ H = Zusammenhang zwischen B und H im einfachen Magnetfeld B = μr × μ0 × H = Definition der magnetischen Permeabilität I = n × Φ = Zusammenhang zwischen Stromstärke und magnetischem Fluss</p> Signup and view all the answers

    Ordne die physikalischen Gesetze den experimentellen Ergebnissen zu:

    <p>Flemings Linke Hand Regel = Richtung der Kraft auf leitende Ladungen im Magnetfeld Ampere's Gesetz = Beziehung zwischen Strom und Magnetfeld Faradaysches Induktionsgesetz = Induktion von Spannung durch Änderung des Magnetfeldes Biot-Savarts Gesetz = Berechnung des Magnetfeldes um einen stromdurchflossenen Draht</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Konzepte den richtigen Eigenschaften zu:

    <p>Strom I = Erzeugt ein Magnetfeld um einen Leiter Implizite Magnetfeldstärke H = Verhältnis von Strom, Windungen und Länge Geometrische Form der Spule = Einfluss auf die Streuung des Magnetfeldes Magnetfeldlinien Dichte = Indikator für die Stärke des Magnetfeldes</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Begriffe den entsprechenden Effekten zu:

    <p>Supraleiter = Keine elektromagnetische Widerstände bei tiefen Temperaturen Ferromagnetismus = Enorm verstärkter magnetischer Effekt von bestimmten Materialien Paramagnetismus = Schwache Anziehung in Magnetfeldern Diamagnetismus = Abstoßung durch Magnetfelder</p> Signup and view all the answers

    Ordne die physikalischen Größen ihren Einheiten zu:

    <p>Magnetische Energie = Joule (J) Magnetisches Moment = Ampere pro Quadratmeter (A/m²) Feldlinien Dichte = Telsa (T) Elektrische Spannung = Volt (V)</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Konzepte den jeweiligen Definitionen zu:

    <p>Magnetfeld = Raum weit verteilt durch die magnetischen Kräfte Magnetische Wechselwirkung = Einfluss auf geladene Teilchen in einem Magnetfeld Ladungsträger = Teilchen, die unter dem Einfluss eines Magnetfeldes stehen Ladungsbewegung = Veränderung des Magnetfelds durch Bewegung von Elektronen</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Magnetismus

    • Der Begriff "Magnetismus" stammt aus der Region Magnesia in Kleinasien.
    • Im Altertum wurde dort permanent magnetisches Gestein (Magnetit) gefunden.
    • Magnetismus ist eine physikalische Erscheinung, die sich als Kraftwirkung zwischen Permanentmagneten, magnetisierten und magnetisierbaren Gegenständen sowie bewegten elektrischen Ladungen zeigt.

    Inhalt Magnetismus

    • Begriffe: Magnetisches Feld, Arten von Magneten, Feldstärke, Flussdichte, Fluss.
    • Welche Kräfte wirken?: Unterschiedliche Pole ziehen sich an, gleiche Pole stoßen sich ab.
    • Magnetischer Dipol und magnetisches Moment: Magnete bestehen aus zwei Polen (Nord- und Südpol).
    • Induktion: Prozess der Erzeugung eines Magnetfelds.
    • Anwendungen: verschiedene Anwendungen in der Medizintechnik und weiteren Bereichen.

    Magnetische Kräfte

    • Ein Magnet hat zwei Pole: Nordpol und Südpol.
    • Unterschiedliche Pole ziehen sich an.
    • Gleiche Pole stoßen sich ab.

    Magnetischer Dipol

    • Magnete bestehen immer aus zwei Polen (Nord- und Südpol).
    • Nord- und Südpol eines Permanentmagneten lassen sich nicht trennen.
    • Ein gebrochener Permanentmagnet besteht aus zwei neuen Dipolen.

    Magnetisches Feld

    • Darstellung durch Feldlinien, die immer geschlossen sind.
    • Feldlinienrichtung geht vom Nordpol zum Südpol.
    • Die Dichte der Feldlinien gibt die Stärke der Kraftwirkung an.
    • Im Feldlinienbild eines Magneten zeigen die dünnen Linien eine schwache Kraft, dichte Linien zeigen eine starke Kraft an.

    Vergleich Magnetfeld vs. Elektrisches Feld

    • Graphiken zeigen den Unterschied in der Darstellung.

    Magnetische Felder - Beispiele

    • Beispiele für verschiedene Magnetfelder (z.B., Stabmagneten, zwei einander abstoßende Stabmagneten, mit Strom durchflossenen Spulen, Hufeisenmagneten).

    Magnetisches Feld - Nachweis

    • Magnetoskop = kleiner drehbarer Permanentmagnet.
    • Teil der Nadel, der nach Norden zeigt = Nordpol, Teil der Nadel nach Süden = Südpol.
    • Magnetometer = Messgerät zur Messung der Feldstärke.
    • Magnetnadel auf Drillachse; Ausschlag ist ein Maß für Feldstärke.

    Magnetfeld der Erde

    • Die Erde besitzt ein Magnetfeld.
    • Geographischer Nordpol = magnetischer Südpol, Geographischer Südpol = magnetischer Nordpol.
    • Anwendung/Wirkung: Früher wichtig für Navigations, Schutz vor Teilchen aus dem All.

    Magnetfeld der Erde - Aufbau

    • Aufbau des Erdkerns.
    • Innerer und äußerer Erdkern, verschiedene Metalle.
    • Flüssiger äußerer Erdkern, Konvektionsströmungen.
    • Mechanische Komponenten des Magnetfelds.

    Magnetfeldlinien Österreich

    • Karte mit Magnetfeldlinien in Österreich.
    • Deklination = Winkel zwischen Magnetfeldrichtung und geographischer Nordrichtung.
    • Magnetfeldstärke in Wien (September 2023).

    Faszination Polarlichter

    • Natürliches physikalisches Phänomen der Polarlichter.

    Aufreten von Magnetfeldern

    • Permanentmagnete, Stromdurchflossene Leiter, Bewegte elektrische Ladungen.

    Permanentmagnete - Eigenschaften

    • Bestehen aus Metallen (Eisen, Nickel oder Kobalt) oder Legierungen .
    • Sie werden zu permanenten Magneten, wenn sie in ein magnetisches Feld gebracht werden.
    • Je nach Art der Magnetisierung können verschiedene Polverteilungen erzeugt werden.

    Permanentmagnete - Eigenschaften (Fortsetzung)

    • Permanent = Dauermagnet.
    • Beibehaltung des Magnetfeldes ohne Energieaufwand.
    • Entmagnetisierung durch abklingendes Wechselfeld, Erwärmung oder Stoßeinwirkung.
    • Anwendungsbeispiele (z.B., Ablenk- und Fokussierungsmagnete in Teilchenbeschleunigern, Magnetische Schleifen in Taschen, Elektromotoren, Magnetrohre in Magnettronen(Hochfrequenzgeneratoren im Beschleuniger)).

    Permanentmagnete - Ursachen

    • Elementare Bauteile (Protonen, Elektronen und Neutronen) besitzen magnetische Momente (Elementarmagnete).
    • Elementare magnetische Dipole kompensieren sich nur partiell, um mikroskopische magnetische Dipole zu bilden (in ferromagnetischen Stoffen detaillierter betrachtet).

    Ausflug in die Kernphysik

    • Alle Kernteilchen haben einen Spin (auch die elektrisch neutralen Neutronen).
    • Gerade Anzahl an Kernteilchen gleicht Spins aus.
    • Ungerade Anzahl führt zu einem Kern-Spin; Wasserstoff (1H) und Kohlenstoff (13C) als Beispiele.
    • Kernresonanz möglich.
    • Anwendung - Magnetresonanztomographie (MRT).
    • Rotationsachsen der Kernspins haben im Raum eine zufällige und ungeordnete Orientierung. Das Magnetfeld zwingt die Spins in eine Ordnung; die Dipole richten sich entlang der Magnetfeldlinien aus.

    Elektrische Ladung vs. Magnetfeld

    • Bewegte Ladungen erzeugen Magnetfelder.

    Stromdurchflossener Leiter

    • Zylindersymmetrisches Magnetfeld um einen stromdurchflossenen Leiter.
    • Feldlinien stehen normal zur Stromrichtung und bilden konzentrische Kreise.
    • Orientierung der Feldlinien durch die Rechte-Hand-Regel.

    Magnetfeld beweglicher elektrischer Ladungen

    • Bewegte elektrische Ladungen erzeugen Magnetfelder.

    Bewegte elektrische Ladungen vs. Magnetfeld

    • Eine sich bewegende Ladung (Q) mit der Geschwindigkeit (v) erzeugt das gleiche Magnetfeld wie ein fließender Strom (I) durch einen Leiter der Länge (l).

    Magnetische Feldstärke

    • Analog zum elektrischen Feld, aber keine magnetische Ladung.
    • Messung des Drehmoments in magnetfelder.
    • Beschreibung des Magnetfeldes.
    • SI-Einheit [H] = A/m.

    Magnetische Flussdichte

    • Proportionale magnetische Feldstärke in Beziehung mit der magnetische Flussdichte.
    • Vektorgröße (Betrag und Richtung).
    • Der Verlauf der B-Feldlinien ist identisch zu den H-Feldlinien, d.h. sie stimmen überein.
    • SI-Einheit [B] = T .

    Magnetische Permeabilität

    • Bestimmt die Fähigkeit von Materialien, sich einem Magnetfeld anzupassen.
    • Die Permeabilität μ ist ein Maß dafür, wie stark sich die Feldlinien eines Materials vom Vakuum unterscheiden.
    • Relative Permeabilität (μr) und Permeabilität des Vakuums (μ0).

    Magnetischer Fluss

    • Summe aller magnetischen Feldlinien durch eine Fläche.
    • SI-Einheit [Φ] = Wb.
    • In einem homogenen Magnetfeld, wo die Fläche senkrecht zum Feld steht, ergibt sich Φ = B⋅A.
    • Der Gesamtfluss durch eine geschlossene Fläche ist immer Null.

    Magnetischer Fluss als Analogon zur Ladung Q

    • Zusammenhang zwischen elektrischer Feldstärke (E) und magnetischer Feldstärke (H).

    Magnetischer Dipol und magnetisches Moment

    • Ursachen des magnetischen Momentes (bewegte elektrische Ladungen, Stromdichteverteilungen in Leiterschleifen und Stromspulen, Eigendrehimpuls/Spin elektrisch geladener Elementarteilchen).

    Magnetisches Moment - Ursachen

    • Zusammenspiel von elektrischen Ladungen, Stromdichteverteilungen, und Eigendrehimpuls (Spin) von Elementarteilchen.

    Magnetisches Moment

    • Zusammenhang mit der Feldstärke, Vektorielle Größe, Ausrichtung in einem Magnetfeld.

    Magnetfelder beweglicher elektrischer Ladungen

    • Magnetfelder, die durch bewegte elektrische Ladungen erzeugt werden, haben Auswirkungen auf sie.

    Beispiel unendlich langer, gerader Leiter

    • Magnetfeld um einen unendlich langen, geraden Leiter, mit konzentrischen Kreisen.
    • Anwendung der Rechte-Faust-Regel.

    Wichtig! Hand - Regeln und ihre Richtung

    • Darstellung der Rechte- und Linken-Faust-Regel im Zusammenhang mit elektromagnetischen Feldern und Richtungen.

    Beispiel axiale Feldstärke eines Ringeleters (Leiterschleife)

    • Feldstärke eines Ringeleters (konzentrische Kreise), Abhängigkeit von der Feldstärke.

    Beispiel Innenfeld einer geraden Spule

    • Magnetfeld in der Spule ist homogen.
    • Zusammenhang zwischen Stromstärke, Windungszahl, Spulenlänge und Magnetfeldstärke.

    Elekromangetisches induktionsgesetz

    • Induktion durch zeitabhängige Magnetfelder.

    Induktion in einer Spule

    • Spannungserzeugung durch zeitabhängige magnetische Flussänderung in einer Spule.
    • Anwendung der Lentzsche Regel.

    Induktion in bewegten Leitern

    • Induktionsspannung in bewegten Leitern in einem homogenen Magnetfeld.
    • Lorentzkraft.

    Induktion - Anwendungen

    • Umwandlung kinetischer in elektrische Energie.
    • Anwendungen in Generatoren (z.B., Wind- oder Wasserkraftwerke).
    • Prinzip identisch zu Transformatoren, Verlustlose Spannungsänderung im Wechselstrom.

    Beispiel - Wechselstromgenerator

    • Prinzip eines Wechselstromgenerators, rotationsschleifen in magnetischen Feldern, erzeugen Spannungswellen.

    Beispiel - Transformator

    • Prinzip des Transformators zur Umwandlung zwischen unterschiedlichen Spannungen.

    Einteilung nach Verhalten in magnetischen Feldern

    • Einteilung von Materialien nach ihrem Verhalten in magnetischen Feldern (Dia-, Para-, Ferromagnetismus).

    Verhalten von Materialien in magnetischen Feldern

    • Verhalten von Materialien in Induktionsspulen, Feldänderungen, Messung der Permeabilität.

    Magnetische Permeabilität

    • Klassifikation von Stoffen bzgl. Permeabilität (Dia-, Para-, Ferromagnete).

    Diamagnetische Stoffe

    • Beispiele Wasser, Kupfer.
    • Abschwächung des Magnetfeldes im Stoff.

    Ausrichtung der Magnete

    • Ausrichtung von Elementarmagneten in nichtmagnetischen Materialien versus Materialien mit magnetischen Eigenschaften.
    • Magnetische Einflüsse und Auswirkungen auf Materie.

    Paramagnetische Stoffe

    • Beispiele wie Aluminium, flüssiger Sauerstoff.
    • Verstärkung des Magnetfeldes im Stoff.

    Ferromagnetische Stoffe

    • Verstärkung der magnetischen Flussdichte.
    • Feldstärke-Abhängigkeit, Kristalleigenschaft.
    • Bereiche mit bereits ausgerichteten magnetische Momenten, die im äußeren Magnetfeld ihre Ausrichtung ändern.

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