Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte744/Magnetische Kräfte
Definition
Magnetische Kräfte treten zwischen Magneten bzw. magnetisierten und magnetisierbaren Körpern auf. Diese Kräfte und deren Wirkungslinien werden durch Magnetfeldbilder dargestellt.
Magnetfeld
Der Raum um einen Magneten, der eine Wirkung auf magnetisierbare Körper und den Magneten ausübt, nennt man magnetisches Feld. Das magnetische Feld ist gerichtet. Die sogenannten Feldlinien starten am Nordpol und enden am Südpol. Je dichter die Feldlinien sind, desto stärker ist die dort auftretende magnetische Kraftwirkung. Das Feldlinienbild ist die vereinfachte Darstellung des magnetischen Feldes.
Auftreten von Magnetischen Feldern
1.Permanentmagnete
2.als elektromagnetische Felder (um stromdurchflossene elektrische Leiter)
1.Permanentmagnete
Das sind Magnete, die permanent (also dauerhaft) eine magnetische Wirkung auf magnetisierbare Körper aufweisen.
Beispiele: Stabmagnete, Hufeisenmagnete, Kompassnadel
Diese Magnete ziehen Körper aus folgenden Stoffen an:
- Eisen
- Cobalt
- Nickel
- bestimmte keramische Stoffe (Ferrite)
Magnetisches Feld beim Permanentmagnet (Bsp. Stabmagnet)
Es gibt zwei verschiedenartige Magnetpole.
• den Magnetischen Nordpol (meist rot markiert)
• den Magnetischen Südpol (meist grün oder blau markiert)
An den Polen sind die magnetischen Kräfte am größten.
Die magnetischen Feldlinien zeigen die Stärke und die Ausrichtung des magnetischen Feldes.
Experiment: Anziehung und Abstoßung der Magnetpole
Wenn man ungleichnamige Magnetpole nah aneinander hält, ziehen sich die Pole gegenseitig an.
Wenn man gleichnamige Magnetpole nah aneinander hält, stoßen sie sich von einander ab.
Anwendung der magnetischen Anziehung bzw. Abstoßung zur Orientierung auf der Erde
Die Erde erzeugt ein magnetisches Feld.
Bringt man eine Kompassnadel (=Permanentmagnet drehbar auf einer Nadel) in dieses Feld, ziehen sich der magnetische Nordpol der Nadel und der magnetische Südpol der Erde an. Dort liegt der geografische Nordpol der Erde.
Der Kompass zeigt also die geografische Nord-Süd-Richtung an, die wir dann zur Orientierung auf der Erde nutzen können (Nordpol/Südpol).
Das Magnetfeld der Erde schützt uns außerdem vor dem Sonnenwind.
2. Elektromagnetische Felder
Ein stromdurchflossener Leiter ist von einem Magnetfeld umgeben. Um einen geraden elektrischen Leiter bilden sich kreisförmig magnetische Feldlinien aus.
Bei einer Spule ähnelt das äußere Magnetfeld dem eines Permanentmagneten. Im Inneren einer Spule tritt ein sogenanntes homogenes Magnetfeld auf.
Bei einer Spule ist das magnetische Feld abhängig von der Windungszahl und der Stromstärke. Je größer die Windungszahl und die Stromstärke sind, desto größer ist die magnetische Kraft auf den magnetisierbaren Körper.
Nutzung magnetischer Kräfte im Alltag
- Verschlüsse an Möbeln (z.B. Schranktüren)
- Verschlüsse an Schmuckstücken und Taschen
- Messerhalter
- Türklingel
- Gleichstrommotor
- Mikrowelle
- Lautsprecher
Schüleraufgaben
- Wie heißen die Stellen des Magneten, an denen er seine größte Anziehungskraft besitzt?
- Nenne das magnetische Polgesetz!
- Erkläre den Begriff Magnetfeld!
- Beschreibe die Form der magnetischen Feldlinien, die sich um einen geraden stromdurchflossenen Leiter bilden!
- Erkläre die Zusammenhänge zwischen der Windungszahl, der Stromstärke und der magnetischen Kraft bei einer stromdurchflossenen Spule!
- Nenne 3 Beispiele der Nutzung magnetischer Kräfte im Alltag!
Lösungen
- Die größte Anziehungskraft des Magneten ist an den Polen
- Gleichnamige Magnetpole stoßen sich gegenseitig ab. Ungleichnamige Magnetpole ziehen einander an.
- Magnetfeld: Der Raum um einen Magneten, der eine Wirkung auf magnetisierbare Körper und den Magneten ausübt.
- Um einen geraden stromdurchflossenen Leiter bilden sich kreisförmige magnetische Feldlinien.
- Je größer die Windungszahl und die Stromstärke sind, desto größer ist die magnetische Kraft einer stromdurchflossenen Spule.
- Mikrowelle, Lautsprecher, Verschlüsse an Möbeln
Vorgeschichte Magnet
Thales von Millet entdeckte den ersten Magnet im Jahr 600v.Chr. Er war ein Forscher auf dem Gebiet der Elektrizität und des Magnetismus. Die erste Anwendung des Magnetes war in China im 3 Jhd.v.Chr.
