Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte743/Magnetische Kräfte

Grundwissen

Definition:

MAGNETISCHE KRÄFTE:

Magnetische Kräfte definieren eine merkliche Kraftwirkung, welche allgemein zwischen bewegten Ladungen (Strömen) festgestellt werden kann.

Schon gewusst? laut unzähligen Aussagen und Sagen wurde der erste Magnet (in Form eines Magnetitsteins) schon 600 v. Chr. von Thales von Millet entdeckt. 

MAGNETEN:

Ein Magnet ist ein Körper, der bestimmte andere Körper ( bestehend aus Eisen, Nickel oder Kobalt bzw. den Legierungen aus diesen Stoffen) anzieht oder abstößt. Magnete besitzen zwei Pole (Nord- und Südpol), an welchen die Magnetischen Kräfte am größten bzw. stärksten sind. Gegenpole ziehen sich an, während gleiche Pole sich abstoßen. Man unterscheidet zwischen natürlichen Magneten (Magneten die frei in der Natur vorkommen),welche ihre Magnetkraft nie verlieren und nicht natürlichen Magneten. Letztere wiederum kann man in Dauermagneten (Permanentmagneten) und Elektromagneten unterteilen.

Schon gewusst? Zerteilt man einen Magneten in zwei Teile dann besitzen diese ihrerseits wieder zwei       Magnetpole (Nord-und Südpol)

MAGNETFELDER: (auch magnetische Flussdichte genannt)

Ein Magnetfeld ist der Raum (Wirkungsbereich) eines Magneten auf den dieser seine Kräfte ausübt. Magnetische Felder können (vereinfacht) mit Feldbildlinien dargestellt werden, welche vom Nord- zum Südpol außerhalb des Magneten verlaufen und sich niemals schneiden.

→Achtung: Verwechsle magnetische Felder nicht mit elektrischen Feldern. Ein elektrisches Feld kann sowohl durch bewegte als auch durch nicht bewegte (ruhende) Ladung hervorgerufen werden, während ein magnetisches Feld nur bei bewegter Ladung auftritt.

Formelzeichen: Fmag

Einheit: Gauß bzw. Tesla

Formel: Fmag = IxlxBxsin (φ)

Magnetismus im Altag:

Ein schönes Beispiel dafür ist ein Kompass, welcher mit magnetischer Kraft funktioniert. Er orientiert sich am M

-viele Altagsgegenstände sind magnetisch (z.B. Nägel, Büroklammern, Dosen, etc.)

-Elektromagneten sind ein wichtiger Bestandteil vieler Gegenstände (z.B. Lautsprecher, Klingeln, Sicherheitsautomaten

-Umrechnungszahlen-

Berechnungen

1.Umrechnungen:

→Berechne die fehlenden Zahlen:

a) 13 Gauß=.... Tesla

b) 12 Tesla=.... Gauß

c) 19,3 Tesla=.... Gauß

d) 187,5 Gauß=.... Tesla

-Lösungen-

Experiment

Dieses Experiment soll dazu dienen, zu verstehen, was passiert wenn man zwei magnetische Pole einander nähert.

Material:

1. zwei Stabmagneten
2. Bindfaden
3. Gestell (zum befestigen des Bindfadens)

Vermutung:

Da wir schon wissen, das gleiche Pole sich abstoßen und ungleiche sich anziehen lässt sich ganz einfach vermuten, dass genau das auch bei unserem Experiment passieren wird.

Vorgehensweise:

1. 
   Nähere den Südpol eines aufgehängten Stabmagneten dem Nordpol eines weiteren Stabmagneten.
2. Nähere den Nordpol eines aufgehängten Stabmagneten dem Südpol eines weiteren Stabmagneten.
3. Nähere zwei Südpole einander.
4. Nähere zwei Nordpole einander.

Analyse:

1. Die beiden Stabmagneten haben sich gegenseitig angezogen.
2. Die beiden Magneten haben sich ebenfalls angezogen → es macht keinen Unterschied welcher der beiden Magnete an dem Stab hängt.
3. Die beiden Magneten haben sich gegenseitig abgestoßen → der Magnet der am Gestell befestigt war begann sich um seine eigene Achse zu drehen, bis der Nordpol des aufgehängten Stabmagneten auf den Südpol des anderen Magneten zeigte
4. Die Magneten haben sich gegenseitig abgestoßen → der aufgehangene Magnet begann erneut sich zu drehen →kein Unterschied ob man zwei Nord- oder zwei Südpole einander nähert

Ergebnis:

Das Ergebnis unseres Experimentes hat bestätigt, das sich gleiche Pole abstoßen, während sich ungleiche Pole anziehen.

Übungsaufgaben

Formelzeichen	Fmag
Einheit	Gauß/Tesla
Formel	Fmag= IxlxBxsin (φ)

Wie viele Pole hat ein Magnet? (!4) (2) (!1) (!gar keinen)

Was ist ein Magnetfeld? (!eine besondere Form der Magneten) (der Wirkungsbereich eines Magneten) (!eine Einheit der magnetischen Kraft) (!eine Bezeichnung für elektrische Kräfte)