1Von wo nach wo gehen Magnetfeldlinien?
Von Nord nach Süd (innerhalb des Magneten anders rum)
2In welche Richtung geht der technische Strom?
von + nach -
3Wie verlaufen Magnetfeldlinien einer Zylinderspule?
Innerhalb von S nach N, außen von N nach S -> sind geschlossen
4Welcher magnetische Pol bildet sich am Spulenende, wenn der technische Strom im Uhrzeigersinn verläuft?
der Südpol (kann man sich merken, weil man beim Buchstaben S an die Enden Pfeilspitzen zeichnen kann, die im Uhrzeigersinn die Richtung anzeigen)
5Welcher magnetische Pol bildet sich am Spulenende, wenn der technische Strom gegen den Uhrzeigersinn verläuft?
der Nordpol (kann man sich merken, weil man beim Buchstaben N an die Enden Pfeilspitzen zeichnen kann, die gegen den Uhrzeigersinn die Richtung anzeigen)
6Wie nennt man es, wenn man zwei Spulen mit großem Radius im Abstand R hinstellt und gleichsinnig mit Strom durchfließen lässt?
Ein Helmholtz-Spulenpaar
7Erkläre die Funktionsweise eines Helmholtz-Spulenpaars und wozu es zu gebrauchen ist.
Da die beiden Spulen parallel zueinander stehen und gleichsinnig von Strom durchflossen werden, entsteht zwischen ihnen ein homogenes Magnetfeld. Dieses ist für Versuche gut zu gebrauchen, bei denen unterschiedlich starke homogene Magnetfelder erzeugt werden müssen (z.B. der Versuch mit dem Fadenstrahlrohr, wo der Strahl abgelenkt wird)
8Für was brauchen wir die UVW-Regel der linken Hand?
um die Richtung der wirkenden Lorenzkraft auf sich bewegende negative Teilchen herauszufinden.
9Für was brauchen wir die UVW-Regel der rechten Hand?
Gleich wie bei linker Hand, für positive Teilchen
10Wohin zeigt der Daumen (linke Hand)?
in Richtung des PHYSIKALISCHEN (von - nach +) Stroms oder Bewegungsrichtung negativer Teilchen
11Wohin zeigt der Daumen (rechte Hand)?
in Richtung des TECHNISCHEN (von + nach -) Stroms oder Bewegungsrichtung positiver Teilchen
12Wohin zeigt der Zeigefinger (links und rechts gleich)?
in Richtung der Magnetfeldlinien (in die Zeichenebenen hinein (eingekreistes x) oder aus der Zeichenebene hinaus (eingekreister punkt), typischerweise vom Nord zum Südpol
13Wohin zeigt der Mittelfinger?
in die Richtung der wirkenden Lorenzkraft
14Wofür steht UVW?
Das steht Ursache, Vermittlung, Wirkung
15Welche Hand verwenden wir für ein alpha-Teilchen (UVW-Regel)?
Die Rechte, weil das alpha-Teilchen 2fach positiv geladen ist
16(Kap. 14) ein rechteckiger Drahtrahmen befindet sich in einem homogenen Magnetfeld (z.B. zwischen den Schenkeln eines Hufeisenmagneten) und wird vom Strom der Stärke I durchflossen. Stromrichtung und Magnetfeldrichtumg stehen senkrecht zueinander. Lorenzkraft wird mit Newtonmeter (Cassy) erfasst. Welche zwei Größen können verändert werden, um die Magnetische Flussdichte / wirkende Lorentzkraft zu verändern?
Die wirksame Leiterlänge (l) und die Stromstärke (I)
17Was finden wir über die Abhängigkeit der Loretzkraft von der Stromstärke und der wirksamen Leiterlänge raus? (bei jeweils gleichbleibender anderer Größe und unveränderlichem Magnetfeld)
F/I = konstant -> F ~ I (direkt proportional) und F/l = konst. -> F ~ l (dir. prop,)
18Was ist die Formel für den Betrag der magnetischen Kraft?
F = B * I * l
19Was ist die Formel für den Betrag der magnetischen Flussdichte?
B = F / (I * l)
20Welche Einheit hat die magnetische Flussdichte
Tesla [T]
21Wohin zeigt der Vektor B (mit einem Pfeil drüber)?
Er zeigt in die Richtung der magnetischen Feldlinie und ist tangential zu dieser.
22Welchen Je…desto Satz kann man formulieren? Je … die die magnetischen Feldlinien verlaufen, desto … ist das magnetische Feld, und desto … ist der Betrag B der magnetischen Flussdichte.
Den Betrag der magnetischen Flussdichte (B) kann man sich als “Dichte der magnetischen Feldlinien” vorstellen. Je DICHTER die magnetischen Feldlinien verlaufen, desto STÄRKER ist das magnetische Feld, und desto GRÖẞER ist der Betrag B der magnetischen Flussdichte.
23(Kap. 15) Was versteht man unter einer langgestreckten Spule?
“Langgestreckt” nennt man eine Spule, deren Länge l mindestens doppelt so groß ist wie der Durchmesser ihrer Querschnittsfläche. In ihrem Inneren bildet sich (näherungsweise) ein homogenes Magnetfeld aus.
24Formel für den Betrag B der magnetischen Flussdichte im Inneren einer stromdurchflossenen, langgestreckten Spule
B = µ0 · µr · N/ℓ · I
25Was ist die magnetische Feldkonstante µ0 (Zahlenwert)
µ0 = 1,26 · 10^−6 Vs/Am
26Was ist µr?
Eine einheitslose, sogenannte “Permeabilitätszahl” für das Medium, das sich im Inneren der Spule befindet (z.B. Luft oder Wasser).
27Permeabilitätszahl µr für Luft?
1 (keine Einheit), fällt also in unseren Rechnungen Weg, weil wir nur im Medium Luft rechnen.
28Formel für die gespeicherte magnetische Energie in einer stromdurchflossenen, langgestreckten Spule mit dem Volumen V
E mag = ( 1 / (2 · µ0 · µr) ) * B^2 * V
29(Kap. 16) EVA-Schmarrn
Wien-Geschwindigkeitsfilter, Massenspektrometer, Zyklotron
30Was braucht man beim Wien - Filter?
Kräftegleichgewicht zwischen elektrischer und magnetischer Kraft
31Was braucht man beim Massenspektrometer und Zyklotron?
Kräftegleichgewicht zwischen Zentripetalkraft und Lorentzkraft