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Magnetfeld einer langgestreckten Spule – Physik Abitur
Das Wichtigste aus dem Video
Transkriptautomatisch erstellt · 32 Zeilen
- durch eine Spule der Länge l = 5 cm und 100 Windungen fließt ein Strom i der Stärke 0,1 Ampere berechnen Sie das Magnetfeld im Inneren der Spule
- [Musik] kurz servus grü und hallo wir leiten uns heute mal die Formel für das Magnetfeld im Inneren einer Spule her das hier ist
- jetzt mal unsere Spule durch die Spule fließt ein Strom i ja der Strich ist ein i und unsere Spule hat n Windungen in der Spule ist dann natürlich ein
- Magnetfeld B das wollen wir am Ende berechnen können jetzt machen wir noch eine Annahme die wir in der Schule machen dürfen wir nehmen an dass das
- magnetfä im Inneren der Spule homogen ist das bedeutet dass es überall in der Spule gleichstark also konstant ist außerhalb der Spule verteilt sich das
- Magnetfeld über einem großen Raum deshalb sagen wir dass es außerhalb ungefähr Null ist das ist aber nur eine so pi mal daumennährung aber Yolo wir
- machen das trotzdem jetzt gehen wir ein kleines bisschen in die Feldtheorie von Maxwell rein nicht erschrecken bei den Formeln die gleich kommen zuerst legen
- wir einen imaginären Ring um unsere drehte dann gilt nämlich diese Formel hier links steht das Integral über das Magnetfeld entlang des Weges unseres
- imaginären Kreises rechts steht der Gesamtstrom den wir in unserem Kreis einschließen gesamt um das Integral wegzubekommen suchen wir jetzt den Weg
- auf unserem blauen Ring auf dem das Magnetfeld nicht Null ist da wir vorhin gesagt haben dass das Magnetfeld nur im Inneren der Spule nicht Null ist müssen
- wir nur den Weg im Inneren der Spule beachten der Weg ist genauso lang wie unsere Spule unser integral spuckt also ein L aus l für die Länge der Spule das
- konnten wir nur machen weil wir eben vereinfacht davon ausgegangen sind dass das Magnetfeld außerhalb der Spule fast Null ist fehlt noch die rechte Seite wie
- können wir unseren Gesamtstrom in der Spule beschreiben da wir mehrere Windungen einschließen ist der Gesamtstrom genau die windungstahl n mal
- der durch die drehte fließende Strom i perfekt das können wir dann nach B noch umstellen dann kommt diese Formel hier raus wenn euch die Herleitung über
- Maxwell gerade zu schwer war scheißegal merkt euch einfach die Formel hier damit könnt ihr dann immer Magnetfelder in einer lang gestreckten Spule berechnen
- 0 ist dabei die magnetische feldkonstante mit 1,257 X 10 hoch-6 vol Sekunde durch Amperemeter die ist so wie das
- 0 vom elektrischen Feld my R ist die sogenannte Permeabilität die hängt vom verwendeten Material der Spule und so weiter ab und sagt wie gut das Material
- das magnetische Feld leitet bei Luft ist sie ein my R ist also wie R im E Feld merken wir uns also für das Magnetfeld im Inneren einer langen Spule
- B = m0* m R* n* i dur l rechnen wir doch mal das Beispiel aus dem Intro wir haben die vorhin erwähnte Spule der länge 5 cm mit den Windungen n
- = 100 durch die fließt ein Strom von 0,1 Ampere berechnen wir das magnetische Feld dazu nehmen wir unsere Formel her B = m0* m R* i mal n dur L setzen wir die
- Werte ein 0 ist die komische konstante m r ist in unserem Fall 1 ist ist ja nichts in der Aufgabe gegeben also nehmen wir an in
- der Spule ist Luft n sind 100 und der Strom i ist mit 0,1 gegeben das dann noch geteilt durch die Länge der Spule 5 cm also 0,05 M und die Einheit die
- rauskommt ist Tesla Hack das einfach mal in den Taschenrechner rein dann kommt raus 2,51 x 10-4 Tesla das ist unser Magnetfeld im Inneren der
- Spule jetzt noch eine Zusatzaufgabe wie groß ist das Magnetfeld wenn wir die Spule mit einem Eisenkern Füllen der Eisenkern hat dabei
- eine Permeabilität von 500 das ist also der Wert für my R wir nehmen wieder unsere Formel und setzen alles ein diesmal halt für my r die 500 da wir
- keine Luft sondern den Eisenkern in der Spule haben dann kommt raus 125,66 x 10 -3 Tesla oder 125,66 m Tesla wir können uns also
- merken schieben wir ein magnetisches Material in die Spule so senkt der magnetische Widerstand für das Magnetfeld im Inneren der Spule wir
- bekommen ein um Myr größeres Magnetfeld also was müsst ihr euch merken einfach diese fucking Formel eure Spule hat die Länge l die Windungen n
- und die Stromstärke i M0 ist die magnetische feldkonstante die ist immer gleich und M die Permeabilität und ein Maß dafür wie gut ein Material das
- Magnetfeld leitet und somit das Magnetfeld erhöht genauso wichtig im Abi wie diese Formel ist das Verständnis was passiert
- wenn man ein Elektron in ein Magnetfeld schießt klickt in das Video hier rechts rein und erfahrt alles darüber apropos falls euch das Video was gebracht hat
- erzählt e euren Kumpels davon wenn es euch hilft dann hilft vielleicht auch then würden uns übers Teilen freuen haut rein und macht's gut bis dann und ciao