Das Induktionsgesetz und die magnetische Flussdichte
Versuch: Umkehrung der Leiterschaukel
Im Leiterschaukel-Versuch hat man durch ein Kabel in einem Magnetfeld Strom fließen lassen. Dadurch wurde eine Kraft auf das Kabel ausgeübt und es hat sich bewegt.
Geht das auch andersherum? Die Leiterschaukel wird im Magnetfeld bewegt und die Spannung an den Enden des Leiters gemessen.
- Beobachtung
Tatsächlich kann man eine geringe Spannung messen solange der Leiter sich bewegt. Sobald der Leiter still steht misst man keineSpannung mehr.
Die Polung der Spannung hängt von der Bewegungsrichtung und von der Feldlinienrichtung ab.
- Folgerung
Wird der Leiter bewegt, so bewegen sich auch die darin befindlichen Ladungsträger, im Fall von Metallen die Elektronen. Auf die bewegten Ladungsträger wirkt die Lorenzkraft, wodurch die Ladungsträger parallel zum Leiter angetrieben werden: Es fließt ein Strom! Hat man wie hier ein Spannungsmessgerät an den Leiter angeschlossen, so entsteht durch den Strom eine Ladungsverschiebung, die eine Spannung verursacht.
Mit der Drei-Finger-Regel kann man die Polung der gemessenen Spannung nachvollziehen:
- Daumen: Bewegungsrichtung der positiven Ladungsträger (für Elektronen andersherum)
- Zeigefinger: Feldlinienrichtung
- Mittelfinger: Stromrichtung im Leiter (Elektronenstrom andersherum)
Versuch: Elektrisches Wirbelfeld
- Aufbau
Eine mit Neon gefüllte Glaskugel ist von einer Ringspule umgeben. Man legt eine hochfrequente (ca.10000Hz) Welchselspannung mit etwa 400 V an die Spule und erzeugt so ein sich schnell änderndes torusförmiges magnetisches Wechselfeld.
Bild 1
Rückseite der Geräte
- Beobachtung
Bild 1
Video des Versuchs.
- Ergebnis
Ein geschlossener rosa Kreis entsteht innerhalb der Glaskugel. Dies lässt auf ein elektrisches Feld schließen. Da dies jedoch rund ist, kann es sich nicht um ein Potenzialfeld handeln, sondern nur um ein elektrisches Wirbelfeld.
Um ein sich änderndes Magnetfeld entsteht also ein elektrisches Wirbelfeld.
Links
- Kurzes Script Elektromagnetismus von "SDL-Server"
- Wikipedia: Tonabnehmer
- How Electric Guitar Pickups Work (Malcom Moore 2003)
