Fächer

Physik

Elektromagnetismus

Grundlagen von elekromagnetismus

Erzeugung von induktionsspannungen

Elektromagnetismus: Rechte-Hand-Regel, Magnetfeld und Elektromotor

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

Öffnen

Elektromagnetismus: Rechte-Hand-Regel, Magnetfeld und Elektromotor

Leslie

@studyforabetterlife

53 Follower

Der Elektromotor und elektromagnetische Phänomene sind faszinierende Themen der Physik. Rechte-Faust-Regel Magnetfeld, Linke-Hand-Regel und Rechte-Faust-Regel Spule sind wichtige Konzepte zum Verständnis der Magnetfeldrichtung. Ein stromdurchflossener Leiter erzeugt ein kreisförmiges Magnetfeld. Spulen verstärken dieses Feld und bilden Elektromagnete. Der Elektromotor nutzt die Wechselwirkung zwischen Magnetfeldern zur Erzeugung von Rotation. Die Lorentzkraft erklärt die Kraft auf bewegte Ladungen in Magnetfeldern. Elektromagnetische Induktion erzeugt Spannung durch Bewegung in Magnetfeldern.

• Oersteds Entdeckung legte den Grundstein für das Verständnis von Elektromagnetismus
• Spulen erzeugen stärkere Magnetfelder als einzelne Leiter
• Elektromotoren wandeln elektrische in mechanische Energie um
• Die Lorentzkraft erklärt die Kraftwirkung auf bewegte Ladungsträger in Magnetfeldern
• Elektromagnetische Induktion erzeugt Spannung durch relative Bewegung zwischen Leitern und Magnetfeldern

24.9.2022

2784

F=Ma
Physik
E=MC² O
Physik
Versuch von Oested (1820)
-
Draht
Isolato
ren
Б котравя
Der stromdurch flossene Leiter erzeugt ein kreisrundes Ma

Die Lorentzkraft: Kraft auf bewegte Ladungen im Magnetfeld

Die Lorentzkraft erklärt die Kraftwirkung auf bewegte elektrische Ladungen in einem Magnetfeld. Sie ist die Grundlage für die Funktionsweise vieler elektrischer Maschinen, einschließlich des Elektromotors.

Definition: Die Lorentzkraft ist die Kraft, die auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld wirkt. Sie steht senkrecht zu den Magnetfeldlinien und zur Stromrichtung.

Die Richtung der Lorentzkraft kann mit der Drei-Finger-Regel Physik rechte Hand bestimmt werden:

Daumen: Richtung des Stroms (von + nach -)
Zeigefinger: Richtung des Magnetfelds (von Nord nach Süd)
Mittelfinger: Richtung der Lorentzkraft

Highlight: Für negative Ladungsträger oder bei Betrachtung des Stroms von - nach + verwendet man die Drei-Finger-Regel Physik linke Hand.

Example: In einer Leiterschaukel, die in ein Magnetfeld gebracht wird, bewegt sich der Leiter nach vorne oder hinten, abhängig von der Richtung des Stroms und des Magnetfelds.

Öffnen

Das Magnetfeld von Spulen

Eine Spule verstärkt das Magnetfeld eines einzelnen Leiters. Bei einer einzelnen Wicklung zeigen die Magnetfeldlinien an der Vorderseite aus der Fläche heraus (Nordpol) und an der Rückseite in die Fläche hinein (Südpol). Bei einer flachen Spule mit mehreren Wicklungen überlagern sich die Magnetfelder der einzelnen Windungen, was zu einer Verstärkung des Gesamtmagnetfeldes führt.

Definition: Eine stromführende Spule ist ein Elektromagnet mit Nord- und Südpol, der an- und ausgeschaltet werden kann.

Highlight: Je höher die Stromstärke und je mehr Wicklungen eine Spule hat, desto stärker ist das erzeugte Magnetfeld.

Das Magnetfeld einer Spule kann durch Einführen eines Eisenkerns weiter verstärkt werden. Die Elementarmagnete im Eisenkern richten sich im homogenen Magnetfeld im Inneren der Spule aus, was zu einer deutlichen Verstärkung des Magnetfeldes führt.

Vocabulary: Homogenes Magnetfeld - Ein Magnetfeld mit gleichmäßiger Stärke und Richtung im betrachteten Bereich.

Öffnen

Oersteds Entdeckung und die Rechte-Faust-Regel

Oersted entdeckte 1820 zufällig, dass ein stromdurchflossener Leiter ein Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld ist kreisförmig um den Leiter angeordnet. Die Richtung des Magnetfeldes lässt sich mit der Rechte-Faust-Regel Magnetfeld bestimmen: Zeigt der Daumen in Stromrichtung, geben die gekrümmten Finger die Richtung der Magnetfeldlinien an.

Highlight: Die Rechte-Faust-Regel ist ein wichtiges Hilfsmittel zur Bestimmung der Magnetfeldrichtung um einen stromdurchflossenen Leiter.

Example: Wenn man sich einen stromdurchflossenen Draht vorstellt und die rechte Faust so um den Draht legt, dass der Daumen in Stromrichtung zeigt, geben die gekrümmten Finger die Richtung des kreisförmigen Magnetfeldes an.

Vocabulary: Stromdurchflossener Leiter - Ein elektrischer Leiter, durch den ein Strom fließt.

Öffnen

Der Elektromotor: Aufbau und Funktionsweise

Der Elektromotor ist eine Anwendung elektromagnetischer Prinzipien zur Umwandlung elektrischer in mechanische Energie. Er besteht aus einem festen äußeren Magnetfeld (Stator) und einem rotierenden Elektromagneten (Rotor).

Hauptkomponenten eines Elektromotors:

Stator: Permanentmagnet oder Elektromagnet, der das feste äußere Magnetfeld erzeugt
Rotor: Drehbar gelagerter Elektromagnet (oft als Doppel-T-Anker ausgeführt)
Kommutator: Sorgt für die Umpolung des Stroms im Rotor

Highlight: Die Funktionsweise eines Elektromotors basiert auf der Abstoßung gleichnamiger und Anziehung ungleichnamiger Magnetpole.

Der Strom fließt über Schleifkontakte in den Rotor, wodurch dieser zum Elektromagneten wird. Der Rotor dreht sich, bis sein Nordpol zum Südpol des Stators zeigt. An diesem Punkt kehrt der Kommutator die Stromrichtung um, wodurch sich die Pole des Rotors umkehren und die Drehbewegung fortgesetzt wird.

Example: Stellen Sie sich einen Kompass vor, dessen Nadel sich ständig dreht, weil ihre Pole immer dann umgepolt werden, wenn sie auf Nordausrichtung zeigt.

Um das Problem des "Totpunkts" zu lösen, bei dem der Motor nicht von alleine anläuft, werden oft mehrere Anker verwendet. Dies gewährleistet einen gleichmäßigeren Lauf des Motors.

Vocabulary: Totpunkt - Position, in der der Rotor ohne externe Hilfe nicht weiterdrehen kann.

Öffnen

Elektromagnetische Induktion: Erzeugung von Spannung durch Bewegung

Elektromagnetische Induktion beschreibt die Erzeugung einer elektrischen Spannung durch die relative Bewegung zwischen einem Leiter und einem Magnetfeld. Dieses Prinzip ist grundlegend für die Funktionsweise von Generatoren und Transformatoren.

Definition: Elektromagnetische Induktion ist der Prozess, bei dem eine Spannung in einem Leiter induziert wird, wenn sich dieser relativ zu einem Magnetfeld bewegt oder sich das Magnetfeld ändert.

Wenn ein Leiter senkrecht zu den Magnetfeldlinien bewegt wird, entsteht eine Induktionsspannung. Diese kann mit einem Voltmeter gemessen werden.

Highlight: Die Stärke der induzierten Spannung hängt von der Geschwindigkeit der Bewegung, der Stärke des Magnetfelds und der Länge des Leiters ab.

Example: Wenn man eine Kupferspule schnell in das Magnetfeld eines starken Permanentmagneten bewegt, kann man an den Enden der Spule eine Spannung messen.

Die elektromagnetische Induktion ist ein reversibles Phänomen: Ebenso wie Bewegung in einem Magnetfeld Spannung erzeugt, kann eine angelegte Spannung zu Bewegung in einem Magnetfeld führen - das Prinzip des Elektromotors.

Öffnen

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

Knowunity wurde bei Apple als "Featured Story" ausgezeichnet und hat die App-Store-Charts in der Kategorie Bildung in Deutschland, Italien, Polen, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich regelmäßig angeführt. Werde noch heute Mitglied bei Knowunity und hilf Millionen von Schüler:innen auf der ganzen Welt.

Laden im

Google Play

Laden im

App Store

Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

4.9+

Durchschnittliche App-Bewertung

13 M

Schüler:innen lieben Knowunity

#1

In Bildungs-App-Charts in 12 Ländern

950 K+

Schüler:innen haben Lernzettel hochgeladen

Immer noch nicht überzeugt? Schau dir an, was andere Schüler:innen sagen...

iOS User

Ich liebe diese App so sehr, ich benutze sie auch täglich. Ich empfehle Knowunity jedem!! Ich bin damit von einer 4 auf eine 1 gekommen :D

Philipp, iOS User

Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

Knowunity wurde bei Apple als "Featured Story" ausgezeichnet und hat die App-Store-Charts in der Kategorie Bildung in Deutschland, Italien, Polen, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich regelmäßig angeführt. Werde noch heute Mitglied bei Knowunity und hilf Millionen von Schüler:innen auf der ganzen Welt.

Laden im

Google Play

Laden im

App Store

4.9+

Durchschnittliche App-Bewertung

13 M

Schüler:innen lieben Knowunity

#1

In Bildungs-App-Charts in 12 Ländern

950 K+

Schüler:innen haben Lernzettel hochgeladen

Immer noch nicht überzeugt? Schau dir an, was andere Schüler:innen sagen...

iOS User

Ich liebe diese App so sehr, ich benutze sie auch täglich. Ich empfehle Knowunity jedem!! Ich bin damit von einer 4 auf eine 1 gekommen :D

Philipp, iOS User

Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

Fächer

Physik

Elektromagnetismus

Grundlagen von elekromagnetismus

Erzeugung von induktionsspannungen

Elektromagnetismus: Rechte-Hand-Regel, Magnetfeld und Elektromotor

Leslie

@studyforabetterlife

53 Follower

24.9.2022

2784

Physik

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Werde Teil der Community

Verbessere deine Noten

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

Die Lorentzkraft: Kraft auf bewegte Ladungen im Magnetfeld

Definition: Die Lorentzkraft ist die Kraft, die auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld wirkt. Sie steht senkrecht zu den Magnetfeldlinien und zur Stromrichtung.

Die Richtung der Lorentzkraft kann mit der Drei-Finger-Regel Physik rechte Hand bestimmt werden:

Daumen: Richtung des Stroms (von + nach -)
Zeigefinger: Richtung des Magnetfelds (von Nord nach Süd)
Mittelfinger: Richtung der Lorentzkraft

Highlight: Für negative Ladungsträger oder bei Betrachtung des Stroms von - nach + verwendet man die Drei-Finger-Regel Physik linke Hand.

Example: In einer Leiterschaukel, die in ein Magnetfeld gebracht wird, bewegt sich der Leiter nach vorne oder hinten, abhängig von der Richtung des Stroms und des Magnetfelds.

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Werde Teil der Community

Verbessere deine Noten

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

Das Magnetfeld von Spulen

Definition: Eine stromführende Spule ist ein Elektromagnet mit Nord- und Südpol, der an- und ausgeschaltet werden kann.

Highlight: Je höher die Stromstärke und je mehr Wicklungen eine Spule hat, desto stärker ist das erzeugte Magnetfeld.

Vocabulary: Homogenes Magnetfeld - Ein Magnetfeld mit gleichmäßiger Stärke und Richtung im betrachteten Bereich.

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Werde Teil der Community

Verbessere deine Noten

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

Oersteds Entdeckung und die Rechte-Faust-Regel

Highlight: Die Rechte-Faust-Regel ist ein wichtiges Hilfsmittel zur Bestimmung der Magnetfeldrichtung um einen stromdurchflossenen Leiter.

Example: Wenn man sich einen stromdurchflossenen Draht vorstellt und die rechte Faust so um den Draht legt, dass der Daumen in Stromrichtung zeigt, geben die gekrümmten Finger die Richtung des kreisförmigen Magnetfeldes an.

Vocabulary: Stromdurchflossener Leiter - Ein elektrischer Leiter, durch den ein Strom fließt.

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Werde Teil der Community

Verbessere deine Noten

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

Der Elektromotor: Aufbau und Funktionsweise

Hauptkomponenten eines Elektromotors:

Stator: Permanentmagnet oder Elektromagnet, der das feste äußere Magnetfeld erzeugt
Rotor: Drehbar gelagerter Elektromagnet (oft als Doppel-T-Anker ausgeführt)
Kommutator: Sorgt für die Umpolung des Stroms im Rotor

Highlight: Die Funktionsweise eines Elektromotors basiert auf der Abstoßung gleichnamiger und Anziehung ungleichnamiger Magnetpole.

Example: Stellen Sie sich einen Kompass vor, dessen Nadel sich ständig dreht, weil ihre Pole immer dann umgepolt werden, wenn sie auf Nordausrichtung zeigt.

Um das Problem des "Totpunkts" zu lösen, bei dem der Motor nicht von alleine anläuft, werden oft mehrere Anker verwendet. Dies gewährleistet einen gleichmäßigeren Lauf des Motors.

Vocabulary: Totpunkt - Position, in der der Rotor ohne externe Hilfe nicht weiterdrehen kann.

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Werde Teil der Community

Verbessere deine Noten

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

Elektromagnetische Induktion: Erzeugung von Spannung durch Bewegung

Definition: Elektromagnetische Induktion ist der Prozess, bei dem eine Spannung in einem Leiter induziert wird, wenn sich dieser relativ zu einem Magnetfeld bewegt oder sich das Magnetfeld ändert.

Wenn ein Leiter senkrecht zu den Magnetfeldlinien bewegt wird, entsteht eine Induktionsspannung. Diese kann mit einem Voltmeter gemessen werden.

Highlight: Die Stärke der induzierten Spannung hängt von der Geschwindigkeit der Bewegung, der Stärke des Magnetfelds und der Länge des Leiters ab.

Example: Wenn man eine Kupferspule schnell in das Magnetfeld eines starken Permanentmagneten bewegt, kann man an den Enden der Spule eine Spannung messen.