Elektromagnetismus
Spulenfeld
Zwei Testladungen: In der Spule ist F_B ≠ 0, außerhalb ist F_B = 0. Wählen Sie beide aus und vergleichen Sie.
Spulenfeld — interaktive Elektromagnetismus-Simulation. Zwei Testladungen: In der Spule ist F_B ≠ 0, außerhalb ist F_B = 0. Wählen Sie beide aus und vergleichen Sie. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Spulenfeld
Im Inneren der Spule gilt B ≈ μ₀(N/L)I — gleichmäßige Pfeile entlang der Achse.
Im Inneren der Spule gilt B ≈ μ₀(N/L)I — gleichmäßige Pfeile entlang der Achse.
- B ≈ μ₀NI/L
- Innen homogen
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Fahrfrage
Ein Magnet (eine eng gewickelte Spule) führt durch seine vielen Windungen Strom. Wenn Sie den Strom erhöhen, skaliert die innere Feldstärke direkt proportional?
Vorhersagen zum Abwägen
- Das Feld wächst schneller als der Strom, da sich der Beitrag jeder Runde erhöht.
- Ja – das Innenfeld ist direkt proportional zum Strom.
- Das Innenfeld ist nicht stromabhängig.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Spulenstrom I (A)
Was Sie messen:
- Innenfeld B (mT)
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die Magnetfeld-Preset und drücken Sie Zurücksetzen. Der Magnet hat 400 Umdrehungen über eine Länge von 0.45 m.
- Aktivieren Sie die Anzeige der inneren Feldstärke.
- Stellen Sie den Spulenstrom für jeden Versuch ein und zeichnen Sie die innere Feldstärke auf.
Maßgebende Gleichung
Magnet-Innenfeld — B = μ₀(N/L)I
Ein langer, eng gewickelter Magnet erzeugt ein nahezu gleichmäßiges inneres Magnetfeld, das durch seine Windungsdichte und seinen Strom bestimmt wird: B = μ₀NI/L, wobei N die Gesamtzahl der Windungen und L die Länge des Magneten ist.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für einen Versuch B = μ₀NI/L mit μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Vergleichen Sie mit der Tabelle.
- Erklären Sie, warum das innere Feld von der Anzahl der Windungen pro Längeneinheit (N/L) und nicht von den Windungen und der Länge separat abhängt – ein längerer Magnet mit proportional mehr Windungen ergibt das gleiche Feld.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Ein Elektromagnet (wie bei einem Schrottplatzkran) ist im Wesentlichen ein um einen Eisenkern gewickelter Elektromagnet, der das Feld um den Faktor Hundert oder Tausend vervielfachen kann (die hohe Permeabilität des Kerns). Erklären Sie, warum ein einfaches Luftmagnetventil wie dieses bei gleichem Strom und gleichen Windungen ein viel schwächeres Feld erzeugt.
- Außerhalb eines idealen Magneten ist das Magnetfeld nahezu Null, anders als das Feld eines einzelnen Drahtes, der sich von ihm nach außen erstreckt. Erklären Sie anhand der vielen einzelnen Windungsfelder, warum sich die Felder von gegenüberliegenden Seiten der Spule außen weitgehend aufheben, innen aber verstärken.
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 12: Magnetic Fields and Electromagnetism
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Middle School Physical Science — Electric and magnetic force strength
- Middle School Physical Science — Fields without contact
- Willkommen beim Spulenfeld
- Spule auswählen
- Abspielen drücken
- Feld im Inneren einer Spule
- Inspektor öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.