Abitur Physik am Gymnasium Trittau/Versuche/Spule

Das Magnetfeld eines stromdurchflossenen Drahtes läuft um den Stromdurchflossenen Leiters und das einer Spule ist wie das Magnetfeld eines Stabmagneten aufgebaut, nur dass das Magnetfeld durch die Spule hindurch geht und dabei vom Südpol zum Nordpol der Spule zeigt. Eigentlich zeigt sich hier, dass ein Magnetfeld immer geschlossene Feldlinien hat, die Festlegung eines Nord- und Südpols also gar nicht funktioniert, sondern nur eine Drehrichtung des Magnetfelds angegeben werden kann. Anschauliche Grafiken dafür findet man auf http://herrzimmermann.de/index.php?zielthema=physikq2

Die magnetische Flussdichte eines stromdurchflossenen, geraden Leiters und die magnetische Flussdichte einer Spule können mit folgenden Formeln beschrieben werden:

$B = \mu_0 \cdot \mu_r \cdot \frac{I}{2\pi r}$

$B = \mu_0 \cdot \mu_r \cdot \frac{N\cdot I}{l}$

"N" ist dabei die Windungszahl der Spule, "l" die Länge des stromdurchflossenen Leiters, und µ0 die magnetische Feldkonstante und µ(r) die relative Permeabilität.

Die Lorentzkraft bewegt Elektronen und eine sich änderndes Magnetfeld ändert die Lorentzkraft, was wiederum die Elektronen bewegt. Da eine Spule ein Magnetfeld erzeugt, werden die Elektronen, die durch die Spule fließen beeinflusst, was die sogenannte Induktivität hervorruft. Aufgrund dieses Ereignisses, kommt es zur Induktivität und Selbstinduktivität in einer Spule. Dies hat zur Folge, dass der Strom, der an eine Spule angesetzt wird nicht sofort den gewünschten Wert und beim Ausschalten der Spule kommt es auch dazu, dass durch die Magnetfeldänderung, sich die Elektronen in der Spule weiter bewegen, dass bedeutet, dass in der Spule weiter absteigend Strom fließt.

Formeln für Induktivität und Flussdichte finden sich im Tafelwerk auf der Seite 126/127