Magnetismus & magnetisches Feld

Hall-Effekt in Metallen

Prinzip Der Hall-Effekt von dünnen Zink- und Kupferfolien wird untersucht und der Hall-Koeffizient bestimmt. Der  Effekt von Temperatur auf die Hallspannung wird untersucht.

Magnetisches Moment im Magnetfeld

Prinzip Auf eine stromdurchflossene Leiterschleife wirkt in einem homogenen Magnetfeld ein Drehmoment. Die Größe des Drehmomentes ist von der magnetischen Flussdichte des Feldes sowie von der Stromstärke und der Anzahl der Windungen der Leiterschleife abhängig.

Bestimmung des Erdmagnetfeldes

Prinzip Ein konstantes Magnetfeld, dessen Größe und Richtung bekannt ist, wird dem unbekannten Magnetfeld der Erde überlagert. Das Erdmagnetfeld kann nun von der Größe und Richtung der resultierenden Flussdichte berechnet werden. Vorteile • Besonders homogenes Magnetfeld und hohe Flussdichte dank des großen Helmholtzspulendurchmessers • Versuchsaufbau mit vorkalibriertem Teslameter erfordert keine zusätzlichen Magnete und Spulen zur Kalibrierung

Magnetfeld von Einzelspulen / Biot-Savartsches Gesetz mit dem Teslameter

Prinzip Das Magnetfeld entlang der Achse der Drahtschleifen und -windungen der verschiedenen Dimensionen wird mit einem Teslameter (Hall-Sonde) gemessen. Die Beziehung zwischen der maximalen Feldstärke und der Dimensionen wird untersucht und zwischen den gemessenen und den theoretischen Auswirkungen wird verglichen.

Magnetfeld von zwei Spulen in einer Helmholtz-Anordnung mit dem Teslameter

Prinzip Die räumliche Verteilung der Feldstärke zwischen einem Spulenpaar in Helmholtz-Anordnung wird vermessen. Der Abstand, bei dem ein homogenes Magnetfeld erzeugt wird, wird bestimmt, und die Überlagerung der beiden einzelnen Felder zum Gesamtfeld gemessen .

Magnetfeld außerhalb eines geraden Leiters

Prinzip Ein Strom, welcher durch ein oder zwei benachbarte gerade Leiter fließt, erzeugt ein Magnetfeld. Die Abhängigkeiten dieser Magnetfelder werden von der Entfernung zum Leiter und zur Stromstärke bestimmt.

Stromwaage / Kraft auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld mit dem Strommessgerät

Prinzip Die Kraft, die auf einen stromführenden Leiter in einem gleichförmigen magnetischen Feld (Lorentz Kraft) wirkt kann mit einer Waage bestimmt werden. Leiterschleifen in verschiedenen Größen werden nacheinander aus dem Gleichgewicht gebracht und die Lorentzkraft kann in Abhängigkeit von der Stromstärke und der magnetischen Induktion bestimmt werden. Das gleichförmige magnetische Feld wird durch einen Elektromagneten erzeugt. Die magnetische Induktion kann mit den Stromspulen varrieren.

Ferromagnetische Hysterese mit Cobra SMARTsense

Induktivität von Magnetspulen

Prinzip Um in einem Schwingkreis bestehend aus Spule und Kondensator freie und gedämpfte Schwingungen zu erzeugen, wird eine Rechteckspannung niedriger Frequenz verwendet. Die Werte der Induktivität werden aus der gemessenen Schwingungsfrequenz berechnet, wobei die Kapazität bekannt ist.

Tesla-Transformator

Der Tesla-Transformator dient der Demonstration und Untersuchung der physikalischen Gesetzmässigkeiten hochfrequenter elektromagnetischer Wellen. Anwendungsbereich: Im Einzelnen ermöglicht der Tesla-Transformator die Demonstration folgender Phänomene: Erzeugung hochfrequenter elektromagnetischer Schwingungen in einem Schwingkreis geringer Induktivität und Kapazität Abschirmung hochfrequenter elektromagnetischer Schwingungen Berührungsloses Leuchten einer Leuchtstofflampe im hochfrequenten Feld Koronaentladung Funkenentladung Drahtlose Energieübertragung durch Hertz’sche Wellen Durchdringungsfähigkeit und Absorption Hertzscher Wellen Stehende Wellen auf einer Tesla-Spule Produktinformationen: Bei dem hier angebotenen Gerät handelt es sich um einen klassischen Tesla -Transformator zur Erzeugung einer ungefährlichen hochfrequenten Hochspannung von ca. 100 kV. Didaktisch wertvoll ist die übersichtliche, offene Anordnung aller Bauteile, die den Aufbau und die Wirkungsweise verdeutlicht. Technische Daten: Transformator: Abmessungen: 330 mm x 200 mm x 120 mm Masse: ca. 3 kg Primärspule: Windungszahl 2 - 10 Sekundärspule: Windungszahl 1150 Abmessungen: 240 mm x 75 mm Ø Primärspannung: 20 V AC Sekundärspannung: ca. 100 kV Lieferumfang: 1 Tesla-Transformator, Grundgerät 1 Kugelelektrode, kurz 1 Kugelelektrode, lang 1 Nadelelektrode mit Sprührad 1 Handspule 1 Sekundärspule 1 Leuchstoffröhre mit Halterung 1 Reflektor Sicherheitsinformationen: Durch den Betrieb mit Kleinspannung ist das Gerät berührungsungefährlich. Dennoch sollten u.a. wegen der vom Gerät erzeugten Hochfrequenz unbedingt die Sicherheitshinweise der Bedienungsanleitung eingehalten werden. Der Betrieb des Tesla-Transformators darf ausschliesslich entsprechend Bedienungsanleitung mit dem mitgelieferten Zubehör erfolgen! Empfehlung: Um die Versuchsbedingungen zu variieren (Transformator mit Mehrfachwicklung), kann eine zusätzliche Sekundärspule verwendet werden (Artikel-Nr.: 1000976).

Digitalset Schülerversuche Elektromotor/Generator für 10 Versuche, TESS advanced Physik EMG

Funktion und Verwendung Geräteset zur Durchführung von 10 Schülerversuchen zu den Themen: • Elektromagnetismus (1) • Energieformen, -umwandlung und -erhaltung (1) • Elektromotor und Generator (8) In 3 Versuchen können sie anstatt eines klassischen Messgeräts die Cobra SMARTsense Sensoren Voltage und Current in Kombination mit Tablets und Smartphones einsetzen. Vorteile • Von den Basics des Elektromagnetismus bis zur Anwendung in Motoren, Generatoren und Transformatoren • 3 Versuche können auch digital durchgeführt werden • Kompaktes All-in-one-Gerät: Ein Aufbau statt vieler Einzelgeräte, leicht verständlich durch wiederkehrende Komponenten in allen aufbaubaren Geräten, übersichtliche Grundplatte auf das Nötige reduziert • Abgestimmtes Stecksystem für schnellen Auf- und Umbau, wenige Module statt vieler Einzelkomponenten • Vollständige Lehrplanabdeckung: verschiedenste Gleich- und Wechselstrommotoren und -generatoren und einführende Experimente zum Elektromagnetismus und der Umwandlung von elektrischer Energie in Bewegungsenergie inkl. benötigtem Zubehör • DIE ideale Kombination aus klassischen Experimenten (Handlungskompetenz) und digitaler Messwerterfassung (Medienkompetenz) • Individuelle Unterrichtsgestaltung möglich: Sie entscheiden über die Wahl des Messgeräts (klassisch oder digital) • Zukunftssicher: Bereiten Sie schon heute den Übergang zur digitalen Schule vor • Perfekt abgestimmt auf den digitalen naturwissenschaftlichen Unterricht mit Tablets und Smartphones • Schnellerer & höherer Lernerfolg: Die Nutzung von digitalen Endgeräten steigert die Identifikation und erhöht damit die  Motivation der Schüler/innen

Magnetische Influenz

Prinzip Beim Annähern eines Magneten an zwei Bleche werden diese magnetisiert und wirken selbst wie Magnete. Dieses Phänomen wird, analog zur elektrischen Influenz, magnetische Influenz genannt. Vorteile • Schneller und einfacher Versuch zum qualitativen Verständnis magnetischer Phänomene • Große Darstellung