Magnetfeld einer Spule, rechte Faust Regel | Gleichstromtechnik #15

Elektrotechnik einfach erklärt

17 Nov 201807:04

Summary

TLDRIn diesem Video wird erklärt, wie das Magnetfeld einer Spule entsteht und wie es sich verhält. Zunächst wird das Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters betrachtet, das kreisförmig um den Draht verläuft. Mit der rechten Faustregel wird die Richtung des Magnetfeldes bestimmt. Anschließend wird gezeigt, wie sich die Magnetfelder der einzelnen Windungen einer Spule zu einem gebündelten Feld vereinen, das durch den Einsatz von Eisenkernen verstärkt werden kann. Schließlich wird das Prinzip eines Elektromagneten erklärt und wie man die Intensität des Magnetfeldes durch Stromstärke, Windungszahl oder Kernmaterial beeinflussen kann.

Takeaways

😀 Ein Strom, der durch einen Draht fließt, erzeugt ein magnetisches Feld um den Draht.
😀 Das magnetische Feld eines Drahtes ist kreisförmig angeordnet, und seine Stärke nimmt mit zunehmendem Abstand vom Draht ab.
😀 Magnetische Felder haben immer geschlossene Feldlinien, was sie von elektrischen Feldern unterscheidet.
😀 Die Richtung des magnetischen Feldes um einen stromdurchflossenen Draht lässt sich mit der rechten Faustregel bestimmen.
😀 Mit der rechten Faustregel zeigt der Daumen die Stromrichtung und die restlichen Finger die Richtung des magnetischen Feldes.
😀 Eine Spule kann als elektromagnetisches Feld wirken, wenn Strom durch sie fließt.
😀 Bei einer Spule überlagern sich die magnetischen Felder der einzelnen Windungen und konzentrieren sich entlang der Mittelachse der Spule.
😀 Ein ferromagnetischer Kern in einer Spule verstärkt das magnetische Feld, indem er die Feldlinien konzentriert.
😀 Der Magnetismus einer Spule ist ähnlich wie der eines Stabmagneten mit einem Nord- und Südpol.
😀 Die Stärke des Magnetfeldes in einer Spule kann durch Erhöhen des Stroms, der Windungszahl oder der Permeabilität des Kernmaterials gesteigert werden.
😀 Eine stromdurchflossene Spule bildet einen Elektromagneten, der in einfachen Schaltungen mit Spannungsquelle, Widerstand und Schalter erzeugt wird.

Q & A

Wie entsteht das magnetische Feld um einen geraden Strom durchflossenen Draht?
-Das magnetische Feld entsteht durch den Stromfluss, der um den Draht zirkuliert. Die Feldlinien des magnetischen Feldes sind kreisförmig um den Draht angeordnet, und ihre Intensität nimmt mit zunehmendem Abstand vom Draht ab.
Welche Regel wird verwendet, um die Richtung des magnetischen Feldes um einen Stromdurchflossenen Draht zu bestimmen?
-Die Richtung des magnetischen Feldes wird mit der sogenannten rechten Faustregel bestimmt. Dabei zeigt der Daumen die Richtung des Stromflusses an, und die restlichen Finger zeigen die Richtung des Magnetfeldes.
Was passiert, wenn man die Anzahl der Windungen einer Spule erhöht?
-Wenn die Anzahl der Windungen einer Spule erhöht wird, verstärkt sich das magnetische Feld. Dies liegt daran, dass sich die magnetischen Felder jeder einzelnen Windung überlagern und so ein stärkeres Gesamtmagnetfeld entsteht.
Wie beeinflusst der Einsatz eines Kernmaterials mit hoher Permeabilität das Magnetfeld einer Spule?
-Ein Kernmaterial mit hoher Permeabilität, wie Eisen, verstärkt das Magnetfeld der Spule, indem es die Magnetfeldlinien bündelt und den magnetischen Fluss konzentriert. Das Material leitet das magnetische Feld besser und sorgt so für eine höhere Intensität.
Was versteht man unter einem Wirbelfeld und warum ist das Magnetfeld ein solches?
-Ein Wirbelfeld ist ein Magnetfeld, dessen Feldlinien in sich geschlossen sind und keinen Anfang oder Ende haben. Das Magnetfeld eines Stromdurchflossenen Drahtes oder einer Spule ist ein solches Wirbelfeld, da die Feldlinien geschlossen verlaufen.
Was ist der Unterschied zwischen einem elektrischen Feld und einem Magnetfeld?
-Ein elektrisches Feld ist ein Quellenfeld, das von einer positiven Ladung ausgeht und in eine negative Ladung mündet. Im Gegensatz dazu ist ein Magnetfeld ein Wirbelfeld, dessen Linien sich in einem geschlossenen Kreis bewegen und keinen Anfang oder Ende haben.
Warum kann eine Spule als Elektromagnet bezeichnet werden?
-Eine Spule kann als Elektromagnet bezeichnet werden, weil sie ein starkes Magnetfeld erzeugt, wenn Strom durch sie fließt. Der erzeugte Magnetismus ist ähnlich dem eines Stabmagneten, mit einem Nord- und Südpol.
Was passiert, wenn der Schalter in einem einfachen Spulenkreis geöffnet wird?
-Wenn der Schalter geöffnet wird, bricht der Stromfluss ab, und das Magnetfeld der Spule verschwindet. Dies führt zu einem Entladevorgang, den wir in späteren Videos zur Funktionsweise von Spulen im Gleichstromkreis weiter untersuchen werden.
Wie kann die Intensität des Magnetfelds einer Spule verändert werden?
-Die Intensität des Magnetfelds einer Spule kann erhöht werden, indem man den Stromfluss verstärkt, die Anzahl der Windungen der Spule erhöht oder ein Material mit höherer Permeabilität als Kernmaterial verwendet.
Wie sieht das Magnetfeld eines realen Stabmagneten aus und wie ähnelt es dem Magnetfeld einer Spule?
-Das Magnetfeld eines realen Stabmagneten hat ebenfalls geschlossene Feldlinien, die von einem Nordpol ausgehen und zum Südpol führen. Das Magnetfeld einer Spule sieht ähnlich aus, mit Feldlinien, die durch den inneren Bereich der Spule verlaufen und außen wieder austreten.