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Magnetismus - 2.Version - Referat
Magnetismus
- Magnete sind Gegenstände die auf andere Gegenstände eine Wirkung ausüben können.
- Magnete ziehen sich bei geradeaus Näherung aus größerer Entfernung an und stoßen sich ab , wenn man einen Magneten umdreht.
Auf einen Magneten reagieren :
- sehr stark: *andere Magnete, eisen- oder stahlhaltige Gegenstände, Nickel und Kobalt
- schwach : andere Metalle
- gar nicht : Kunststoff, Holz, Stoff, Glas, Papier,...
* Diese Gegenstände werden mit Ausnahme der Magneten immer angezogen. Durch die Anziehungskraft können sie besser an dem Magneten haften und einen Teil der Magnetkraft übernehmen.
- Die Kraft eines Magneten ist an den Polen (an den Enden) am größten.
- Zwischen den Polen ist die Magnetkraft sehr schwach.
- Nähert man die Pole zweier Magnete gleicher Stärke einander, dann können sie sich anziehen oder abstoßen.
- Pole die sich gegenseitig abstoßen heißen gleichartig.
- Pole die sich anziehen heißen verschiedenartig.
- Liegen verschiedenartige Pole von zwei Magneten aneinander , dann schwächen sie sich in ihrer Wirkung.
- Die Kraft eines Magneten wirkt auch in der Umgebung des Magneten und durch nichtmagnetische Stoffe hindurch.
- Die Erde ist ein schwacher Magnet dessen Pole in der Nähe der geographischen Pole liegen. Eine Magnetnadel richtet sich deshalb in NS Richtung aus.
Magnetisieren und Entmagnetisieren
- Aus einem Eisenstück wird ein Magnet, wenn man das Eisenstück an den Pol eines Magneten anfügt.
- Trennt man das Eisenstück vom Magneten, dann zeigt es keine magnetische Wirkung mehr.
- Verwendet man anstelle von Eisen ein Stahlstück, dann bleibt die Magnetkraft über einen längeren Zeitraum erhalten.
- Durch starke Erschütterungen wird die Magnetkraft geschwächt.
- Das Stahlstück wird vollständig entmagnetisiert, wenn es sehr stark erhitzt wird.
- Bewegt man ein Stahlstück mehrmals in der gleichen Richtung über den gleichen Magnetpol, dann verstärkt sich jedes Mal die Magnetkraft.
- Bei Bewegungen in Gegenrichtung kann das Stahlstück teilweise entmagnetisiert werden.
Das magnetische Feld
- Die Kraft eines Magneten ist nicht nur an den Polen, sondern auch in der Umgebung des Magneten wirksam.
- Den bereich, in den die Magnetkraft nachgewiesen werden kann, bezeichnet man als das magnetische Feld.
- Bringt man in die Nähe eines Magneten kleine Magnetnadeln oder Eisenpulver, dann bilden sich durch die Magnetkraft im magnetischen Feld Muster.
- Die Muster bestehen aus gebogenen Kettenlinien, die von einem Pol zum anderen führen.
- Durch die Ketten der aneinanderhängenden Eisenteilchen wird angezeigt, in welcher Richtung die Magnetkraft wirkt.
- Man bezeichnet sie als magnetische Kraftlinien oder Feldlinien.
Elementarmagnete
- Teilt man einen Magneten, dann entstehen neue Magnete jeweils zwei verschiedene Polen.
- Die Teilung kann bis in den Atomaren Bereich fortgesetzt werden.
- Jedes Eisenatom ist ein vollständiger Magnet.
- Diese Magnete nennt man Elementarmagnete.
- In einem normalen Eisenstück liegen die Elementarmagnete ungeordnet nebeneinander.
- In einem Magnetfeld richten sie sich aus und bilden Ketten wie Eisenpulver im Magnetfeld.
- Wirkt das Magnetfeld nicht mehr auf sie ein, dann lösen sich die Ketten wieder auf.
- In einem Stahlmagneten bleiben die Ketten über lange Zeit erhalten.
Magnetische Feldlinien
- Die magnetischen Feldlinien zeigen an, in welcher Richtung die magnetische Kraft wirksam ist.
- Sie verlaufen auch durch das innere eines Magneten.
- Die Feldlinien bilden deshalb eine geschlossene Linie.
- Diese Linien kreuzen sich NIE!
- Liegen sie dicht beieinander dann ist an dieser Stelle die Magnetkraft sehr stark.
- Bei einem Magneten treten die Feldlinien an den Polen aus und kehren bogenförmig von einem Pol zum anderen zurück.
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Elektromagnete
- Fließt durch ein Draht elektrischer Strom, dann entsteht rings um den Draht ein magnetisches Feld.
- Wickelt man den Draht zu einer Spule zusammen, dann verstärken sich die Magnetfelder.
- Aus der Spule wird ein Magnet.
- An den Enden der Spule bilden sich scheinbar Magnetpole wie bei einem Stabmagneten.
- Seitlich und in größerer Entfernung ist das Magnetfeld der Spule deutlich schwächer.
- Die Magnetkraft wird größer, wenn mehr Strom durch die Spule fließt, die Spule mehr Windungen besitzt oder das Innere der Spule mit einem Eisenkern versehen wird
- Die Lage der scheinbaren Pole wird durch die Stromrichtung
- Fließt der Strom in der Gegenrichtung, dann wechseln die Pole ihre Lage.
- Ein dauernd wirksamer Magnet entsteht nur bei Benutzung von Gleichstrom.
- Benutzt man Wechselstrom, dann wechseln dauernd die Pole und der Elektromagnet ist zeitweise unmagnetisch.
- Die Feldlinien eines Elektromagneten verlaufen bogenförmig um den Magneten und sind im Inneren der Spule parallel zueinander(homogen).
Verwendung der Elektromagneten
- Elektromagnete werden in vielen Geräten auf unterschiedliche Weise eingesetzt.
Die häufigste Verwendung ist der Antrieb von Elektromotoren, findet man in:
- einem Küchengerät - einer Klimaanlage
- einer Waschmaschine einem Radio
- einem Rasenmäher einem Kühlschrank
- Elektromagnete werden in Lautsprechern zur Tonerzeugung in versch. Musikinstrumenten zur Tonverstärkung benutzt.
- Zur Umformung des Stroms mit Hilfe von Transformatoren werden zum Heben schwerer Lasten(Container), zum Sortieren und für Transportaufgaben eingesetzt.
- Elektromagnete werden vor allem in Kraftwerken zur Erzeugung elektrischer Energie eingesetzt.
Elektrizitätsleere
Der elektrische Stromkreis
- Jeder elektrische Stromkreis muss eine Energiequelle, leitende Verbindungen und wenigstens ein Gerät(Verbraucher) enthalten.
- Durch die leitenden Verbindungen müssen die Verbraucher eine Stromzuführung und eine Stromrückleitung zur Energiequelle haben.
Energiequellen können sein:
- Batterie - Solarzellen
- Akku - Generatoren
- Steckdose
- Elektrizitätswerk
Leitende Verbindungen können sein:
- Kabel - Metallschienen
- Metalldrähte - Schalter
Verbraucher können sein:
- Lampen - Spule
- Haushaltsgeräte - elektronische Bauteile
- Motoren
- Stromkreis kann aus einem einzigen geschlossenen Ring bestehen (Reihenschaltung) oder Verzweigungen haben(Parallelschaltung).
- Die Anordnung der Verbraucher, der leitenden Verbindungen und der Energiequelle werden in einem Schaltplan dargestellt. Für die einzelnen Bauteile werden symbolische Darstellungen gewählt.
- Die leitenden Verbindungen werden immer waagerecht bzw. senkrecht gezeichnet.
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