Simulic
Deutsch

Magnetfeld von Stabmagnet, Hufeisenmagnet und Elektromagnet

NaturwissenschaftenElektrizität und MagnetismusAlter 12–13

Simulic.comWird geladen …

Mit meiner Klasse nutzen

Eisenfeilspäne auf einer Karte ordnen sich um den Magneten zu einem Feldlinienbild; eine Kompassnadel im Feld richtet sich entlang der Feldlinien aus. Die Lernenden ziehen den Magneten durch die Späne, tippen auf eine freie Stelle, um einen weiteren Kompass aufzustellen, und klicken auf „Pole tauschen“, um die Nadeln umschwenken zu sehen. Beim Elektromagneten: Stromstärkeregler ziehen, Windungszahl der Spule ändern, Strom ausschalten, damit das Feld verschwindet, und Stromrichtung umkehren, um die Pole zu vertauschen. Im 3D-Modus lässt sich die Karte mit Eisenfeilspänen, Kompassen und Magnet drehen, sodass man sieht, wie die Feldlinien vom Nordpol durch den Raum zum Südpol laufen.

Lektion: Magnete; Magnetfeld; Elektromagnete und ihre Anwendungen

Was sie zeigt

Ein Magnet ist von einem Magnetfeld umgeben, das Kräfte auf Eisen und andere Magnete ausübt. Eisenfeilspäne richten sich im Feld aus und machen sein Feldlinienbild sichtbar; außerhalb des Magneten verlaufen die Feldlinien vom Nordpol zum Südpol und liegen dort am dichtesten, wo das Feld am stärksten ist, nahe den Polen. Eine Kompassnadel stellt sich entlang der Feldlinien ein. Zwischen den Polen eines Hufeisenmagneten ist das Feld nahezu homogen. Eine stromdurchflossene Spule mit Eisenkern wirkt als Elektromagnet, der mit Stromstärke und Windungszahl stärker wird und dessen Pole bei umgekehrtem Strom wechseln.

So funktioniert es

Wählen Sie die Art des Magneten, ziehen Sie den Magneten durch die Feilspäne und tippen Sie auf freie Stellen, um Kompasse zu setzen; vergleichen Sie deren Richtung mit den gezeichneten Feldlinien. Klicken Sie auf Pole tauschen und beobachten Sie, wie jede Nadel umschwenkt. Erhöhen Sie beim Elektromagneten Stromstärke (Elektromagnet) und Windungszahl der Spule (Elektromagnet), setzen Sie den Strom auf 0 und klicken Sie auf Strom umkehren. Wechseln Sie zu 3D und drehen Sie die Ansicht, um die Feldlinien im Raum über der Karte zu sehen.

Einstellbare Parameter

  • Art des Magneten Stabmagnet, Hufeisenmagnet, Elektromagnet (Spule mit Eisenkern)
  • Stromstärke (Elektromagnet) 0–5 A
  • Windungszahl der Spule (Elektromagnet) 100–1000 Windungen
  • Feldlinien zeichnen
  • Dichte der Eisenfeilspäne 12–36 Spalten

Fragen zum Erkunden

  1. Wo sammeln sich die Eisenfeilspäne um einen Stabmagneten am dichtesten, und was sagt das über das Feld aus?
  2. Was ist an den Feldlinien zwischen den Polen eines Hufeisenmagneten besonders?
  3. Hat der Elektromagnet bei 0 A noch ein Magnetfeld, und wie zeigen die Kompasse das?

Ähnliche Simulationen