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das_magnetostatische_feld

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-~~REVEAL theme=dokuwiki&​fade=convex&​controls=1&​show_progress_bar=1&​build_all_lists=1&​show_image_borders=0&​horizontal_slide_level=2&​enlarge_vertical_slide_headers=0&​show_slide_details=1&​open_in_new_window=1&​size=1024x768~~+~~NOTOC~~
  
-<wrap footer>​Elektrotechnik ​1</​wrap>​+====== ​1. Das magnetostatische Feld ======
  
-{{no-footer}}+--> 1.1 Magnetische Erscheinungen ​ #
  
-====== Das magnetostatische ​Feld ======+--> Ziele und Video # 
 + 
 +<WRAP group> <WRAP half column>​ 
 + 
 +==== Ziele ==== 
 + 
 +Nach dieser Lektion sollten Sie: 
 + 
 +  - wissen, dass zwischen Magnetpolen Kräfte wirken und die Richtung der Kräfte kennen. 
 +  - wissen, dass sich um einen stromdurchflossenen Leiter ein magnetisches Feld bildet. 
 +  - die Feldlinien des magnetischen Feldes skizzieren können. Dabei wissen Sie welche Richtung das Feld hat und wo das Feld am dichtesten ist. 
 + 
 +</​WRAP>​ <WRAP half column>​ 
 + 
 +==== Video ==== 
 + 
 +Einführung in magnetische Felder 
 +{{youtube>​pmmmwLuc2ns}} 
 + 
 +Visualisierung magnetischer Felder 
 +{{youtube>​lM_ogtchwNc?​start=79}} 
 + 
 +Überlagerung magnetischer Felder (nur bis 04:08) 
 +{{youtube>​qAOfVXJMxk8?​end=248}} 
 + 
 +</​WRAP>​ </​WRAP>​ 
 + 
 +<-- 
 + 
 +--> Aufgaben # 
 +=== Aufgabe 1 === 
 +<WRAP group> <WRAP half column>​ 
 + 
 +<quizlib id="​quiz"​ rightanswers="​[['​a0'​],​['​a2'​],​ ['​a2'​],​ ['​a0'​],​ ['​a1'​],​ ['​a2'​]]"​ submit="​Check Answers">​ 
 +    <​question title="​1. Mit welcher Hand lässt sich aus Strömen die Magnetfeldrichtung herleiten?"​ type="​radio">​ Die rechte Hand| Die linke Hand</​question>​ 
 +    <​question title="​2. Wie sind bei der Herleitung aus 1. die Finger zuzuordnen?"​ type="​radio">​ Daumen für Stromrichtung,​ restliche Finger für Magnetfeldrichtung | Daumen für Magnetfeldrichtung,​ restliche Finger für Stromrichtung| beide Möglichkeiten sind richtig </​question>​ 
 +    <​question title="​3. Zwei stromdurchflossene Leiter liegen parallel und nahe beieinander. Der Strom in beiden fließt in die gleiche Richtung. Welche Kraftwirkung ist zu sehen?"​ type="​radio">​ keine | Die Leiter ziehen sich an | Die Leiter stoßen sich ab</​question>​ 
 +    <​question title="​4. Zwei stromdurchflossene Leiter liegen rechtwinklig aufeinander. Durch beide fließt Strom. Welche Kraftwirkung ist zu sehen?"​ type="​radio">​ keine | Die Leiter ziehen sich an | Die Leiter stoßen sich ab</​question>​ 
 +    <​question title="​5. Wie verläuft das Magnetfeld im Inneren der Erde bzw. eines Permanentmagneten?"​ type="​radio">​ vom magnetischen Nordpol zum Südpol | vom magnetischen Südpol zum Nordpol | das Innere ist feldfrei</​question>​ 
 +    <​question title="​6. An welchem Ort einer stromdurchflossenen Spule sind die Feldlinien am dichtesten?"​ type="​radio">​ am magnetischen Nordpol | am magnetischen Südpol | im Inneren der Spule | an beiden Polen </​question>​ 
 + 
 +</​quizlib>​ 
 + 
 +</​WRAP>​ <WRAP half column>​ 
 +++++Tipp zu 1| 
 +Bei St<fs large>​__**R**__</​fs>​omfluss nutzt man welche Hand? 
 +++++ 
 + 
 +++++Tipp zu 2| 
 +  * Stellen Sie sich eine Spule mit einer Wicklung bildlich vor, oder malen Sie es auf.  
 +  * Nun denken Sie sich ein erzeugtes Feld durch diese dazu. Welche Richtung muss der verursachende Strom haben? Passt dies zur Faustregel?  
 +  * Im Anschluss versuchen sie es andersherum:​ Wenn ein Strom gegeben ist, wo gehen dann die Feldlinien hinein und wo heraus? Welche Pole entstehen dort?  
 +++++ 
 + 
 +++++Tipp zu 3| Siehe 3. Video 
 +  * Stellen Sie sich die beiden Drähte bildlich vor, oder malen Sie es auf.  
 +  * In welche Richtung würde das äußere Feld jeweils laufen? 
 +  * Das Feld ist ein lineares Vektorfeld. Aus mehreren Einzelfeldern kann also durch Addition das Gesamtfeld erzeugt werden. Wird die Addition des Feldes dazwischen größer, oder kleiner? 
 +++++ 
 + 
 +++++Tipp zu 4|  
 +  * Stellen Sie sich zunächst nochmal die parallelen Drähte vor. Was passiert bei gleich und was bei entgegen gerichteten Stromfluss? Sind die entstehenden Kräfte betragsmäßig gleich? 
 +  * Die Stromrichtungsumkehr kann man nun auch statt durch ändern des Stroms durch Drehen des Drahtes erzeugen - gerade so, dass beim Drehen zwischenzeitlich die Drähte senkrecht aufeinander liegen.  
 +  * Wenn nun bei parallelen Drähten und unterschiedlicher Stromrichtung die betragsmäßig gleiche Kraft entsteht. so ist dies auch bei jedem Winkel dazwischen (Ausführlich über Integration der Kraft über einzelne Drahtstücke). 
 +  * Dann muss es aber einen Punkt geben bei der die Kraft 0 wird. 
 +++++ 
 + 
 +++++Tipp zu 5|  
 +  * Die magnetischen Feldlinien müssen geschlossen sein. 
 +  * Vergleichen Sie den Feldverlauf zwischen Spule und Permanentmagnet. 
 +++++ 
 +++++Tipp zu 6|  
 +  * Im Video 1 ist der Verlauf außerhalb und innerhalb der Spule zu sehen. 
 +++++ 
 + 
 +</​WRAP>​ </​WRAP>​ 
 + 
 +<-- 
 + 
 +<-- 
 + 
 +--> 1.2 Das Ampere'​sche Kraftgesetz,​ magnetische Flussdichte # 
 + 
 +--> Ziele und Video # 
 + 
 +<WRAP group> <WRAP half column>​ 
 + 
 +==== Ziele ==== 
 + 
 +Nach dieser Lektion sollten Sie: 
 + 
 +  - das Kraftgesetz für stromdurchflossene Leiter kennen. 
 +  - die Richtung der Kräfte anhand gegebener Stromrichtungen und gegebenenfalls Flussdichte bestimmen können. 
 +  - die wirkenden Kraftvektoren in einer Skizze darstellen können. 
 +  - in der Lage sein, einen Kraftvektor durch Überlagerung mehrerer Kraftvektoren mit Hilfe der Vektorrechnung zu bestimmen 
 +  - in der Lage sein, für einen Kraftvektor folgende Größen anzugeben:​ 
 +      - Kraftvektor in Koordinatendarstellung 
 +      - Betrag des Kraftvektors 
 +      - Winkel des Kraftvektors 
 + 
 +</​WRAP>​ <WRAP half column>​ 
 + 
 +==== Video ==== 
 + 
 +Bitte sehen Sie sich auf der Seite des [[https://​lx3.mint-kolleg.kit.edu/​onlinekursphysik/​html/​1.3.2/​xcontent1.html|KIT-Brückenkurs >> 3.2.2 Magnetisches Feld]] die Inhalte (Text, Videos, Übungen) an. Achten Sie darauf, dass in der Auswahlleiste oben "​Gesamt"​ ausgewählt wurde. Der letzte Teil zu "​Magnetfeld mit Materie"​ kann übersprungen werden - dieser kommt erst in 2-3 Terminen. 
 + 
 +</​WRAP>​ </​WRAP>​ 
 + 
 +<-- 
 + 
 +<-- 
 + 
 +--> 1.3 Lorentzkraft # 
 + 
 +--> Ziele und Video # 
 + 
 +<WRAP group> <WRAP half column>​ 
 + 
 +==== Ziele ==== 
 + 
 +Nach dieser Lektion sollten Sie: 
 + 
 +  - in der Lage sein, bei Vorgabe mehrerer stromdurchflossener Leiter die Vektoren der magnetischen Flussdichte in einer Skizze darzustellen. 
 +  - durch Überlagerung mehrerer Vektoren mit Hilfe der Vektorrechnung den resultierenden Vektor der magnetischen Flussdichte bestimmen können. 
 +  - durch Anwendung des Kraftgesetzes für stromdurchflossene Leiter im magnetischen Feld die Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem magnetostatischen Feld bestimmen können: 
 +    - Kraftvektor in Koordinatendarstellung 
 +    - Betrag des Kraftvektors 
 +    - Winkel des Kraftvektors ​  
 +   
 + 
 +</​WRAP>​ <WRAP half column>​ 
 + 
 +==== Video ==== 
 + 
 +Bitte sehen Sie sich auf der Seite des [[https://​lx3.mint-kolleg.kit.edu/​onlinekursphysik/​html/​1.3.2/​xcontent2.html|KIT-Brückenkurs >> 3.2.3 Lorentz-Kraft]] die Inhalte (Text, Videos, Übungen) an. Achten Sie darauf, dass in der Auswahlleiste oben "​Gesamt"​ ausgewählt wurde. Der letzte Teil zu "​Magnetfeld mit Materie"​ kann übersprungen werden. 
 + 
 + 
 +</​WRAP>​ </​WRAP>​ 
 + 
 +<-- 
 + 
 +<-- 
 + 
 +--> 1.4 Magnetische Feldstärke # 
 + 
 +   - Erregerfeld 
 + 
 +--> Ziele und Video # 
 + 
 +<WRAP group> <WRAP half column>​ 
 + 
 +==== Ziele ==== 
 + 
 +Nach dieser Lektion sollten Sie: 
 + 
 +  - die beiden feldbeschreibenden Größen des magnetischen Feldes kennen. 
 +  - in der Lage sein, den Zusammenhang dieser beiden Größen zu beschreiben und anzuwenden. 
 + 
 +</​WRAP>​ <WRAP half column>​ 
 + 
 +==== Video ==== 
 + 
 +Die magnetische Feldstärke 
 + 
 +{{youtube>​cU6Pbb71dyo}} 
 + 
 +</​WRAP>​ </​WRAP>​ 
 + 
 +<-- 
 + 
 +<--  
 + 
 +--> 1.5 Materie im magnetischen Feld # 
 + 
 +--> Ziele und Video # 
 + 
 +<WRAP group> <WRAP half column>​ 
 + 
 +==== Ziele ==== 
 + 
 +Nach dieser Lektion sollten Sie: 
 + 
 +  - die beiden feldbeschreibenden Größen des magnetostatischen Feldes kennen. 
 +  - in der Lage sein, den Zusammenhang dieser beiden Größen über das Materialgesetz zu beschreiben und anzuwenden. 
 +  - die Einteilung der magnetischen Werkstoffe kennen. 
 +  - in der Lage sein, aus einer Magnetisierungskennlinie die relevanten Daten abzulesen 
 + 
 +</​WRAP>​ <WRAP half column>​ 
 + 
 +==== Video ==== 
 + 
 +Kraftwirkung auf dia- und paramagnetische Stoffe im Magnetfeld 
 +{{youtube>​jeLzdmTnrHM}} 
 + 
 +Ein lebendiger Frosch ("​Diamagnet"​) schwebt in einem sehr starken Magnetfeld 
 +{{youtube>​KlJsVqc0ywM?​start=45}} 
 + 
 +Erklärung der Hysteresekurve 
 +{{youtube>​WKCrchkTXv0}} 
 + 
 +Schöne Darstellung von Magnetisierung und Entmagnetisierung von weichmagnetischen Material 
 +{{youtube>​cEGP50lopYA?​start=7&end=128}} 
 + 
 +Wandernde magnetische Domänen in einem ferromagnetischen Material (von [[https://​en.wikipedia.org/​wiki/​Ferromagnetism#/​media/​File:​Moving_magnetic_domains_by_Zureks.gif|Zureks@en.wikipedia.org]] unter [[https://​creativecommons.org/​licenses/​by-sa/​3.0|CC-BY-SA 3.0]]) 
 + 
 +{{https://​upload.wikimedia.org/​wikipedia/​commons/​0/​06/​Moving_magnetic_domains_by_Zureks.gif|}} 
 + 
 +</​WRAP>​ </​WRAP>​ 
 + 
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das_magnetostatische_feld.1561257064.txt.gz · Last modified: 2019/06/23 02:31 by tfischer