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3) Kraft auf einen stromführenden Leiter:
Der Leiter (In der Physik und Elektrotechnik ist ein Leiter ein Objekt oder eine Materialart, die den Fluss eines elektrischen Stroms in eine oder mehrere Richtungen ermöglicht) reagiert auf Veränderungen der Stärke des Magnetfeldes. Somit ist bei einem konstanten Magnetfeld keine Spannungsinduktion möglich. Je stärker die Änderung, desto größer ist die induzierte Spannung. Experiment 21 Der Transformator : (Ein Transformator ist ein elektrisches Gerät, das elektrische Energie zwischen zwei oder mehr Stromkreisen durch elektromagnetische Induktion überträgt) Zwei Spulen sind auf den beiden gegenüberliegenden Seiten eines Eisenjochs angeordnet. Beide Spulen sind jeweils mit einer Glühbirne verbunden. Eine Spule (Feldspule) wird unter Spannung gesetzt, wodurch in der anderen Spule (Induktionsspule) eine Spannung erzeugt wird. Mit der Änderung der Frequenz der Stromänderung in der Feldspule (Eine Feldspule ist ein Elektromagnet, der zum Erzeugen eines Magnetfeldes in einer elektromagnetischen Maschine, typischerweise einer rotierenden elektrischen Maschine, wie beispielsweise einem Motor oder Generator, verwendet wird) ändert sich auch der Wert der induzierten Spannung in der Induktionsspule, was durch das stärkere Glühen der mit der Induktionsspule verbundenen Glühbirne angezeigt wird. Der Strom wird unterbrochen. Die Glühbirne erli
scht dann. Nun wird zusätzlich der Eisenkern von den Spulen entfernt. Die daraus resultierende Änderung des Magnetfeldes bewirkt, dass die Lampe auf der Induktionsspule t (Eine Induktionsspule oder “Funkenspule” ist eine Art elektrischer Transformator , der verwendet wird, um Hochspannungsimpulse aus einer Niederspannungs-Gleichstromversorgung zu erzeugen) o zum letzten Mal aufleuchtet. Wenn Sie nun die Spule leicht drücken, dreht sie sich weiter, angetrieben durch die Kraft des Stroms. Struktur: Ein isoliertes Kabel, das als Leiterschleife dienen soll, wird an einem Eisenständer befestigt. Das Kabel wird über einen Schalter mit einer Batterie verbunden. Der Schalter ist so konzipiert, dass sich die Stromrichtung im Kabel ändert, wenn der Schalter umgedreht wird. In unmittelbarer Nähe des Kabels ist ein Elementarmagnet installiert. Beobachtung: Je nach Stromrichtung wird das Kabel entweder vom Magneten angezogen oder abgewiesen. Versuchen Sie 18: × × Zwei Nägel werden mit Gewinden an einem Metallständer befestigt. Die Nägel sind in einem bestimmten Abstand. Beobachtungen: Die Kraft des Magnetismus bewirkt, dass sich die beiden Nägel gegenseitig abstoßen (sie spreizen). Zwei etwa gleich große Kupferstücke werden mit Hilfe von Fäden an einem Eisenständer aufgehängt und von einem Elementarmagneten magnetisiert. Beobachtungen: Die Kupferstücke haben sich aufgrund der magnetischen Ladung dreimal abgestossen. Werden die Kupferstücke jedoch kleiner gebrochen, ziehen sie sich ab einer bestimmten Größe an und ziehen sich dann gegenseitig an, und hier kommen sie ins Spiel. 21.2.2006 Experiment 17: Die Konstruktion der Eisenverteilerbox: Ein Kunststoffquader hat in der Mitte ein zylindrisches Loch. Der Quader ist mit einer gelartigen Masse gefüllt, die Eisenspäne enthält. Ein Elementarmagnet wird in das Loch eingesetzt. Beobachtungen: Die Eisenspäne im Quader a (In Geometrie, ein Quader ist ein konvexes Polyeder, das von sechs vierseitigen Flächen begrenzt wird, deren polyedrische Grafik gleich der eines Würfels ist) lignen sich in Richtung des vom Magneten ausgehenden Magnetfeldes. Und 2 damit verbundene Platten kommen immer näher. Je näher die Platten zueinander kommen, desto kleiner ist die Auslenkung des Elektroskops.
Der negativ geladene Kunststoffstab wird in der Nähe des Elektroskops gehalten, was zu einer größeren Zeigerauslenkung führt. Wenn der negativ geladene Kunststoffstab in der Nähe gehalten wird, schlägt der Zeiger zu. Wenn das Elektroskop ebenfalls geerdet ist, kehrt der Zeiger zurück. Wenn Sie dann den Stick wieder wegnehmen, schlägt der Zeiger wieder zu. Wenn Sie dann den Stick wieder in die Nähe bringen, wird die Auslenkung wieder kleiner. Aus diesem Experiment kann geschlossen werden, dass das Elektroskop positiv aufgeladen werden muss. c) Auf den mit einem Kunststoffgriff isolierten Kopf des Elektroskops wird eine Platte gelegt, dieses Elektroskop wurde zuvor entladen. Nun wird die Kunststoffstange in der Nähe des Elektroskops gehalten und der Zeiger abgelenkt. Nun, als die Platte weggezogen wurde, ging der Zeiger zurück. Ein geladener PVC-Stab, ein Elektroskop. Beschreibung: Der PVC-Stab wird mit Hilfe von Wolle aufgeladen und über das Elektroskop gehalten, das Elektroskop schlägt dann aus. Wenn Sie auch Ihren Finger aus der Platte des Elektroskops nehmen, geht die Zeigerauslenkung zurück. Dann wird der Finger vom Elektroskop entfernt, dann die PVC-Stange. Sie sehen, dass der Zeiger wieder abgelenkt wird, so dass Strom vorhanden sein muss. Materialien: PVC-Stab, Glasstab, Stoff, Elektroskop Beschreibung: Der Glasstab wird elektrostatisch aufgeladen. Sie wird dann gegen das Elektroskop gehalten. Dasselbe geschieht mit der PVC-Stange. Als nur der Glasstab in die Nähe des Elektroskops kam, fiel das Elektroskop aus. Aber als sich die PVC-Stange näherte, ging der Zeiger auf dem Elektroskop zurück auf 0. Antwort: “Die Elektrizität aus Glas und Kunststoff unterscheidet sich nicht, sie gleichen sich nur aus. 16.02. – Wenn Sie einen Kunststoffstab mit Wolle reiben und gegen einen Glasstab halten, wird er wie der unbehandelte Kunststoffstab festgezogen – wenn Sie den Glasstab mit Wolle oder Seide reiben, wird der Glasstab und der Kunststoffstab noch festgezogen. – Wenn man 2 geriebene Glasstäbe zusammenhält, stoßen sie sich gegenseitig ab. Zu diesem Zweck wird ein PVC-Stab geladen, mit diesem PVC-Stab wird die Platte berührt, dieser Vorgang kann mehrmals wiederholt werden, und Sie sehen, dass sich die Nadel jedes Mal ein wenig weiter bewegt. Auf diese Weise kann die Platte natürlich wieder entladen werden. Das Folgende geschieht: Der Stab ist elektrostatisch aufgeladen. Dieser Prozess erzeugt eine Kraft, die stark genug ist, um leichte Gegenstände wie Papier anzuziehen. Wenn das durch Berührung geladene Blatt Papier nun gegen ein anderes Objekt von etwa gleicher Größe gehalten und dann wieder entfernt wird, werden beide Objekte gleichermaßen geladen. Eine PVC Stange, ein Metallständer, 2 Stück Polystyrol. Ausführung: Die 2 Stück Polystyrol werden an Gewinden auf dem Metallständer befestigt. Beide Polystyrolteile berühren sich nicht gegenseitig. Der PVC-Stab, der mit einem Tuch aufgeladen wurde, dient nun zum Aufladen der Polystyrolteile. Beobachtung: Die 2 Polystyrol p (Polystyrol ist ein synthetisches aromatisches Polymer aus dem Monomer Styrol) Stücke bewegen sich aufeinander zu und beginnen, sich gegenseitig abzustoßen, sobald sie sich berühren.
Versuch 4: Berühren, funken, abstoßen ist erforderlich: Ein geladenes PVC r (Polyvinylchlorid, korrekter, aber ungewöhnlich Poly, allgemein abgekürztes PVC, ist das drittgrößte synthetische Kunststoffpolymer der Welt, nach Polyethylen und Polypropylen) oder, Buchse: Der Ladestab wird in der Nähe eines ungeladenen Objekts gehalten. Beobachtung: Wenn dieses geladene Objekt in ausreichender Nähe zum ungeladenen Objekt gehalten wird, wird das ungeladene Objekt abgewiesen. Mikrowellensucher, Mikrowelle, Mobiltelefon, schnurloses Telefon, (Ein schnurloses Telefon oder tragbares Telefon ist ein Telefon, bei dem der Hörer tragbar ist und mit dem Körper des Telefons über Funk kommuniziert, anstatt mit einem Kabel verbunden zu sein) Lichtschalter, Beschreibung: Die Gabel des Mikrowellensuchers wurde im Raum gehalten. Wenn der Lichtschalter eingeschaltet war, wurde die Waage ausgeschaltet und riss. Ein einheitliches Geräusch war in der Mikrowelle zu hören, aber nicht auf jeder Seite der Mikrowelle. Das Handy hatte andere Symptome. Sobald jemand gerufen wurde, knallte es laut und intensiv. Das Handy wurde in einen Edelstahltopf gestellt, trotzdem fiel der Mikrowellendetektor aus. Aluminiumfolie w (Aluminiumfolie, oft mit der Bezeichnung Misnomer-Zinnfolie bezeichnet, ist Aluminium , das in dünnen Metallblättern mit einer Dicke von weniger als; dünnere Messgeräte werden ebenfalls häufig verwendet), die über dem Topf platziert werden und der Mikrowellendetektor nicht reagiert. Nun wurde ein Loch in die Aluminiumfolie geschnitten, keine Reaktion. Aber als die Gabel eingeklemmt wurde, war wieder ein lautes Geräusch zu hören. Jetzt reibt man einen Glasstab mit Seide und hält ihn wieder an das Elektroskop, man sieht, dass der Zeiger diesmal wieder auslenkt. Das Elektroskop wird mit dem Kunststoffstab aufgeladen. Wenn Sie dann den geladenen Glasstab halten, geht der Zeiger wieder zurück. Dies zeigt, dass das Elektroskop h (Ein Elektroskop ist ein frühes wissenschaftliches Instrument, das verwendet wird, um das Vorhandensein und die Größe der elektrischen Ladung auf einem Körper zu erfassen) wie entladen wurde, weil die Elektrizität die des Glasstabes kompensiert und umgekehrt. Nun wurde die Spule leicht gedreht, man konnte sehen, dass sich die Spule nach der kleinen Drehung gleichmäßig weiter dreht. Dies lässt sich wie folgt erklären: Wenn beispielsweise positive Ladung in die Spule fließt und sich in der Nähe die Nordpolseite des Magneten befindet, entsteht ein Impuls von diesem Magneten, der die Spule um eine halbe Umdrehung weiter dreht. Dort wird die Spule durch einen weiteren Fahrdraht negativ geladen und trifft dann auf den Südpol o (der Südpol, auch bekannt als der geographische Südpol oder der terrestrische Südpol, ist einer der beiden Punkte, an denen die Drehachse der Erde ihre Oberfläche schneidet) f den Magneten. Ein Stecker wird in die positive Seite gesteckt, der andere in die negative Seite der Steckbatterie. Die Leiterschleife hängt nun zwischen einem großen Magneten, der das Kabel nicht berührt. Drücken Sie nun den Schalter. Beobachtung: Wenn sich der Magnet unter der Schleife befindet, wird er einmal vorwärts und zum zweiten Mal rückwärts bewegt (nach dem Umschalten des Schalters). Die Schleife macht die Vorwärtsbewegung, wenn der Strom von links nach rechts fließt. Das Magnetfeld des Hufeisens trifft auf das Magnetfeld des Leiters. Der Nordpol o (Der Nordpol, auch bekannt als der geographische Nordpol oder der terrestrische Nordpol, ist definiert als der Punkt in der nördlichen Hemisphäre, an dem die Drehachse der Erde auf ihre Oberfläche trifft) f das Hufeisen ist oben, so dass das Magnetfeld des Hufeisens von oben nach unten verläuft. Der Leiter befindet sich in der Mitte des Hufeisens und das Magnetfeld des Leiters überlagert das des Hufeisens. Die Feldlinien wollen verkürzen und die Leiter herausschieben. Aber wenn wir jetzt die Leiter selbst nicht nach außen, sondern nach innen gegen die sogenannten Feldlinien bewegen, würden wir einen Widerstand spüren, wenn wir ein sehr sensibles Gefühl hätten. Skizze: Der Leiter reagiert auf Veränderungen, er reagiert nicht, wenn das Magnetfeld (Ein Magnetfeld ist die magnetische Wirkung von elektrischen Strömen und magnetischen Materialien) gleichmäßig ist. Der induzierte Strom hängt von der Stärke der Änderung ab.