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Protokoll: L-0102

Magnetfeld in einer Spule

Von welchen Parametern hängt das Magnetfeld in einer Spule ab?

Bild Aufbau:
Durchführung:

Wir messen das Magnetfeld in einer Spule mit Hilfe einer Hallsonde für

Messung 1:Änderung der Windungszahl

Wir nutzen verschiedene Spulen mit gleichen geometrischen Abmessungen aber verschiedenen Windungszahlen.
Wir verwenden bei allen Messungen:
  • eine Stromstärke von 0,25 A
  • eine Spulenlänge von 6cm
  • eine Querschnittsfläche von 4cm2
Windungszahl N Magnetfeldstärke B in mT
200 2
400 2
800 2

Messung 2:Änderung der Spulenlänge

Wir nutzen eine mehrere Spulen mit gleichen Windungszahlen, die wir ggf. hintereinanderschalten In Summe sollen immer 800 Windungen herauskommen
Wir verwenden bei allen Messungen:
  • eine Stromstärke von 0,25 A
  • eine einfache Spulenlänge von 6cm
  • eine Querschnittsfläche von 4cm2
  • N = 800
Spulenlänge in cm Magnetfeldstärke B in mT
6 2
12 2
24 2

Messung 1:Änderung der Querschnittsfläche

Sofern vorhanden nutzen wir Spulen mit unterschiedlichen Querschnitten
Wir verwenden bei allen Messungen:
  • eine Stromstärke von 0,25 A
  • eine Spulenlänge von 6cm
  • Windungszahl von 400 Windungen
Querschnittsfläche in cm2 Magnetfeldstärke B in mT
4 2
10 2
6 2

Messung 4:Änderung der Stromstärke

Wir ändern den Strom durch die Spule. ACHTUNG!!! Die maximal zulässige Stromstärke darf nicht überschritten werden.
Wir verwenden bei allen Messungen:
  • eine Querschnittsfläche von 4 cm2
  • eine Spulenlänge von 6cm
  • Windungszahl von 400 Windungen
Stromstärke in A Magnetfeldstärke B in mT
0,1 2
0,2 2
0,3 2

Messung 5:Änderung der Materials im Spulenkern

Sofern vorhanden nutzen wir verschiedene Materialien im Spulenkern, z.B. Holz, Aluminium, Eisen, ...
Dabei messen wir immer direkt an der Oberfläche des verwendeten Materials.
Durch Vergleich mit dem Wert bei Luft lässt sich der Verstärkungsfaktor &my;r berechnen.
Außerdem messen wir B bei verschiedenen Positionen des Eisenkerns. Auch hier messen wir an der Oberfläche und bestimmen &my;r. Wir verwenden bei allen Messungen:
  • eine Stromstärke von 0,25 A
  • eine Spulenlänge von 6cm
  • Windungszahl von 400 Windungen
  • eine Querschnittsfläche von 4cm2
Einschub in cm Magnetfeldstärke B in mT Verstärkungsfaktor &my;r
0 2 2
2 10 2
4 6 2
6 6 2
Material Magnetfeldstärke B in mT Verstärkungsfaktor &my;r
Holz 2 2
Wasser 10 2
Eisen 6 2

Ergebnis:

Wir erkennen folgende Zusammenhänge:

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