Vom stromdurchflossenen Leiter zum Magnetfeld einer Spule
Mit Hilfe dieses Arbeitsauftrages kannst Du die Wirkung elektrischen Stroms im Zusammenhang mit einer Spule erarbeiten.
1) Drücke den “Start”-Button.
2) Du siehst ein Stück geraden Draht. Schalte die Stromquelle an und aus. Drehe auch mal die Polung um.
3) Variiere die Parameter “Spulenradius”, “Spulenlänge” und “Windungszahl” nach belieben.
Drehe auch im Grafikfenster mit gedrückter rechter Maustaste die Ansicht.
Schaffst Du eine Seitenansicht bzw. eine Ansicht, in der die Spule als Kreis erscheint?
4) Drücke den “Start”-Button.
5) Schalte nun die Stromquelle an. Schalte auch die Elektronen an.
6) In welche Richtung bewegen sich die Elektronen? Überprüfe mit dem Schalter “Bewegungsrichtung”.
7) Auf Grund der Bewegung erzeugen die Elektronen ein Magnetfeld. In welche Richtung zeigen die Feldlinien?
Überprüfe mit dem Schalter “Feldlinien”.
8) Nun machen wir aus dem geraden Draht eine einfache Drahtschleife.
Erhöhe dazu den Spulenradius auf den Maximalwert und die Spulenlänge auf den Minimalwert.
Wie verhält sich das Magnetfeld links bzw. rechts von den Spulenöffnungen? Variiere ggf. die Ansicht.
9) Erhöhe nun die Windungszahl. Ein neuer Schieberegler “AnzahlWindungen” erscheint.
Er gibt an, auf wie vielen Windungen Elektronen betrachtet werden sollen. Variiere ein wenig und erhöhe
anschließend bis zum Maximalwert.
10) Nun wird die Spulenlänge wieder auf Maximalwert erhöht. Erhöhe anschließend die Parameter
“Windungszahl” sowie “AnzahlWindungen”. Wen Du mächtest, kannst Du auch die Anzahl der Elektronen
pro Windung erhöhen (Vorsicht, auf langsamen Rechnern wird hier das System etwas ausgebremst).
Günstige Werte für die Elektronen pro Windung sind zwei oder vier.
11) Stelle die Grafikansicht nun so ein, dass Du von der Seite auf die Spule schaust.
Was kannst Du über das Magnetfeld an den Spulenöffnungen aussagen?