Wie entstehen Magnetfelder? |
Eisenspäne machen das Magnetfeld sichtbar |
In der Physik sind Felder "Räume", in denen Kräfte wirken. Ein
Magnetfeld ist daher ein Kraftfeld bzw. ein Bereich, in dem sich magnetische Kräfte
entfalten. Am bekanntesten ist der Dauermagnet, der meistens in der Schule in Form eines
Stabmagneten erklärt wird. Er besitzt einen Nord- und einen Südpol. Den Raum zwischen
dem Nord- und dem Südpol eines Magneten umspannt ein Magnetfeld. Das Magnetfeld wird in
der Schule meistens mit Eisenspänen sichtbar gemacht. Streut man Eisenspäne auf ein
Blatt Papier und hält dann einen Magneten unter das Blatt, so richten sich die
Eisenspäne entlang der Kraftlinien des Magnetfeldes aus. Je dichter diese Linien, die
Feldlinien genannt werden, verlaufen, desto stärker ist das Magnetfeld.
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Magnetfelder können auch durch Strom erzeugt werden |
Magnetfelder können aber auch ohne den Einsatz eines Magneten erzeugt
werden. Das zeigt sich, wenn man den Versuch mit den Eisenspänen etwas abwandelt. Steckt
man durch ein mit Eisenspänen bestreutes Blatt Papier einen Draht und lässt Strom durch
den Draht fließen, so ordnen sich die Eisenspäne auf dem Blatt Papier in Kreisen rund um
den Draht an. Sie werden sozusagen zu kleinen Magnetnadeln. Auch hier zeigt die Dichte der
Feldlinien die Stärke des erzeugten Magnetfeldes an. Dieser Versuch zeigt, dass sich
Magnetfelder durch elektrischen Strom, bzw. sich bewegende Elektronen erzeugen lassen.
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| Ordnet man einen stromdurchflossenen Draht zu einer Spule an, so lässt
sich auch hier ein Magnetfeld erzeugen. Bereits eine Windung erzeugt ein Magnetfeld. Je
mehr Windungen eine Spule besitzt, desto stärker ist das Magnetfeld.
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Jedes Atom ist ein kleiner Magnet
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Der Zusammenhang von Magnetfeldern und dem menschlichen Körper wird am
ehesten sichtbar, wenn man sich die Wirkungsweise eines Dauermagneten veranschaulicht.
Obwohl bei einem Dauermagneten kein Strom angelegt wird, zeigt der Versuch mit den
Eisenspänen deutlich, dass ein magnetischen Kraftfeld besteht. Ein Dauermagnet besteht
aus vielen Atomen, die alle für sich sehr kleinen Elementarmagneten gleichen. Bei jedem
Atom umkreisen Elektronen den Atomkern. Am anschaulichsten wird das beim Wasserstoffatom,
das nur ein einziges Elektron besitzt. Das Elektron des Wasserstoffatoms wirkt genau so, wie der elektrische Strom, der durch einen Draht fließt. In beiden Fällen wird ein magnetisches Feld erzeugt, weil sich Elektronen in eine bestimmte Richtung bewegen.
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| Durch diese Beschreibungen wird deutlich, dass Magnetfelder sowohl einen
festen Körper wie einen Dauermagneten umgeben, als auch einen stromdurchflossenen Leiter.
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Feldstärke und Flussdichte |
Jedes magnetische Feld besitzt eine gewisse Feldstärke, die in
Ampere/Meter (A/m) gemessen wird. Die Feldstärke wiederum erzeugt einen magnetischen
Fluss. Die Flussdichte wird auch als magnetische Induktion B bezeichnet und in Tesla (T)
gemessen. weiter...Top |
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