Magnetfeld einer langgestreckten Spule – Physik Abitur
Physik - simpleclub
https://www.youtube.com/watch?v=PJVgzNzQZfU

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 durch eine Spule der Länge l = 5 cm und 100 Windungen fließt ein Strom i der Stärke 0,1 Ampere berechnen Sie das Magnetfeld im Inneren der Spule
0:15 [Musik] kurz servus grü und hallo wir leiten uns heute mal die Formel für das Magnetfeld im Inneren einer Spule her das hier ist
0:26 jetzt mal unsere Spule durch die Spule fließt ein Strom i ja der Strich ist ein i und unsere Spule hat n Windungen in der Spule ist dann natürlich ein
0:35 Magnetfeld B das wollen wir am Ende berechnen können jetzt machen wir noch eine Annahme die wir in der Schule machen dürfen wir nehmen an dass das
0:45 magnetfä im Inneren der Spule homogen ist das bedeutet dass es überall in der Spule gleichstark also konstant ist außerhalb der Spule verteilt sich das
0:55 Magnetfeld über einem großen Raum deshalb sagen wir dass es außerhalb ungefähr Null ist das ist aber nur eine so pi mal daumennährung aber Yolo wir
1:06 machen das trotzdem jetzt gehen wir ein kleines bisschen in die Feldtheorie von Maxwell rein nicht erschrecken bei den Formeln die gleich kommen zuerst legen
1:14 wir einen imaginären Ring um unsere drehte dann gilt nämlich diese Formel hier links steht das Integral über das Magnetfeld entlang des Weges unseres
1:23 imaginären Kreises rechts steht der Gesamtstrom den wir in unserem Kreis einschließen gesamt um das Integral wegzubekommen suchen wir jetzt den Weg
1:33 auf unserem blauen Ring auf dem das Magnetfeld nicht Null ist da wir vorhin gesagt haben dass das Magnetfeld nur im Inneren der Spule nicht Null ist müssen
1:43 wir nur den Weg im Inneren der Spule beachten der Weg ist genauso lang wie unsere Spule unser integral spuckt also ein L aus l für die Länge der Spule das
1:55 konnten wir nur machen weil wir eben vereinfacht davon ausgegangen sind dass das Magnetfeld außerhalb der Spule fast Null ist fehlt noch die rechte Seite wie
2:04 können wir unseren Gesamtstrom in der Spule beschreiben da wir mehrere Windungen einschließen ist der Gesamtstrom genau die windungstahl n mal
2:13 der durch die drehte fließende Strom i perfekt das können wir dann nach B noch umstellen dann kommt diese Formel hier raus wenn euch die Herleitung über
2:22 Maxwell gerade zu schwer war scheißegal merkt euch einfach die Formel hier damit könnt ihr dann immer Magnetfelder in einer lang gestreckten Spule berechnen
2:32 0 ist dabei die magnetische feldkonstante mit 1,257 X 10 hoch-6 vol Sekunde durch Amperemeter die ist so wie das
2:42 0 vom elektrischen Feld my R ist die sogenannte Permeabilität die hängt vom verwendeten Material der Spule und so weiter ab und sagt wie gut das Material
2:53 das magnetische Feld leitet bei Luft ist sie ein my R ist also wie R im E Feld merken wir uns also für das Magnetfeld im Inneren einer langen Spule
3:04 B = m0* m R* n* i dur l rechnen wir doch mal das Beispiel aus dem Intro wir haben die vorhin erwähnte Spule der länge 5 cm mit den Windungen n
3:17 = 100 durch die fließt ein Strom von 0,1 Ampere berechnen wir das magnetische Feld dazu nehmen wir unsere Formel her B = m0* m R* i mal n dur L setzen wir die
3:30 Werte ein 0 ist die komische konstante m r ist in unserem Fall 1 ist ist ja nichts in der Aufgabe gegeben also nehmen wir an in
3:39 der Spule ist Luft n sind 100 und der Strom i ist mit 0,1 gegeben das dann noch geteilt durch die Länge der Spule 5 cm also 0,05 M und die Einheit die
3:51 rauskommt ist Tesla Hack das einfach mal in den Taschenrechner rein dann kommt raus 2,51 x 10-4 Tesla das ist unser Magnetfeld im Inneren der
4:02 Spule jetzt noch eine Zusatzaufgabe wie groß ist das Magnetfeld wenn wir die Spule mit einem Eisenkern Füllen der Eisenkern hat dabei
4:11 eine Permeabilität von 500 das ist also der Wert für my R wir nehmen wieder unsere Formel und setzen alles ein diesmal halt für my r die 500 da wir
4:22 keine Luft sondern den Eisenkern in der Spule haben dann kommt raus 125,66 x 10 -3 Tesla oder 125,66 m Tesla wir können uns also
4:35 merken schieben wir ein magnetisches Material in die Spule so senkt der magnetische Widerstand für das Magnetfeld im Inneren der Spule wir
4:43 bekommen ein um Myr größeres Magnetfeld also was müsst ihr euch merken einfach diese fucking Formel eure Spule hat die Länge l die Windungen n
4:54 und die Stromstärke i M0 ist die magnetische feldkonstante die ist immer gleich und M die Permeabilität und ein Maß dafür wie gut ein Material das
5:03 Magnetfeld leitet und somit das Magnetfeld erhöht genauso wichtig im Abi wie diese Formel ist das Verständnis was passiert
5:12 wenn man ein Elektron in ein Magnetfeld schießt klickt in das Video hier rechts rein und erfahrt alles darüber apropos falls euch das Video was gebracht hat
5:19 erzählt e euren Kumpels davon wenn es euch hilft dann hilft vielleicht auch then würden uns übers Teilen freuen haut rein und macht's gut bis dann und ciao