Magnetfelder von Leiter und Spule
Jeder Strom hat ein Magnetfeld. Um einen geraden Draht verlaufen die Feldlinien als Kreise, eine Spule hat ein Feld wie ein Stabmagnet.
Das lernst du heute
- Ich kann das Magnetfeld eines geraden Leiters mit Feldlinien darstellen.
- Ich kann das Feld einer Spule erklären.
- Ich kann die Rechte-Hand-Regel anwenden.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Der Elektromagnet, Das Magnetfeld sichtbar machen
Im Jahr 1820 entdeckte der Däne Hans Christian Ørsted: Eine Kompassnadel in der Nähe eines Drahtes schlägt aus, sobald Strom fließt. Jeder Strom hat also ein Magnetfeld. Um einen geraden Draht liegen die Feldlinien als Kreise. Nahe am Draht liegen sie dicht, das Feld ist stark. Weiter weg liegen sie weiter auseinander. Je größer der Strom, desto stärker das Feld. Die Richtung der Feldlinien findest du mit der Rechte-Hand-Regel: Der Daumen zeigt in die technische Stromrichtung, von Plus nach Minus. Die gekrümmten Finger zeigen in die Richtung der Feldlinien. Wickelt man den Draht zu einer Spule, überlagern sich die Felder der einzelnen Windungen. Im Inneren der Spule addieren sie sich zu einem fast gleichmäßigen Feld. Außen sieht das Feld aus wie das eines Stabmagneten. Auch hier hilft die rechte Hand: Die Finger zeigen in die Stromrichtung der Windungen, der Daumen zeigt zum Nordpol. Ein Eisenkern verstärkt das Feld stark.
| Was ändert sich? | Wirkung auf das Feld |
|---|---|
| größere Stromstärke | Feld wird stärker |
| mehr Windungen | Feld wird stärker |
| Eisenkern in der Spule | Feld wird viel stärker |
| Strom umkehren | Feldrichtung kehrt sich um, Nord- und Südpol tauschen |
Den Nordpol einer Spule finden
- Die Stromrichtung in den Windungen ist bekannt.
- Du hältst die rechte Hand so, dass die Finger in diese Richtung zeigen.
- Der Daumen zeigt zum Nordpol der Spule.
- Kehrst du den Strom um, zeigt der Daumen zum anderen Ende.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Strom im Draht: Magnetfeld ringsum.
Viele Windungen: Feld wird stärker.
Eisenkern: noch stärker.
Ein Beispiel
Ein Elektromagnet auf dem Schrottplatz hebt Metall und lässt es los, sobald man den Strom ausschaltet.
Schritt für Schritt
Du findest den Nordpol einer Spule.
- Schau auf die Stromrichtung.
- Halte die rechte Hand um die Spule.
- Die Finger folgen dem Strom.
- Der Daumen zeigt zum Nordpol.
Mit einem Bild erklärt
| Bauteil | Feldbild |
|---|---|
| gerader Leiter | Kreise um den Draht |
| Spule | wie ein Stabmagnet |
| Spule mit Eisenkern | Feld stark verstärkt |
Zur Grundlage zurück
- Der Elektromagnet – Du kennst den Elektromagneten.
- Das Magnetfeld sichtbar machen – Du kennst Feldlinien.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Zeig mir den ersten Schritt
Denke an die Eisenfeilspäne um einen Draht.
Lösung ansehen
Lösung: als Kreise um den Draht
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Zeig mir den ersten Schritt
Denke an den Elektromagneten.
Lösung ansehen
Lösung: mehr Windungen und ein Eisenkern
Tipp: Die Rechte-Hand-Regel gilt für die technische Stromrichtung. Das ist die Richtung von Plus nach Minus.
Merksatz: Um einen Leiter: Feldlinien als Kreise. Spule: Feld wie ein Stabmagnet. Stärker durch mehr Strom, mehr Windungen, Eisenkern.
Typischer Fehler: Viele glauben, nur Magnete hätten ein Magnetfeld. Jeder elektrische Strom erzeugt ein Magnetfeld, denn Strom sind bewegte Ladungen.
Mini-Quiz
4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
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Lösung: Hans Christian Ørsted
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Lösung: Stimmt
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Lösung: Stimmt nicht
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Lösung: in die technische Stromrichtung
Geschafft
Strom erzeugt ein Magnetfeld. Bei einer Spule überlagern sich die Felder der Windungen, und ein Eisenkern verstärkt sie.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
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