Ein stromdurchflossener Leiter ist von einem Magnetfeld umgeben.
1) Entdeckung durch Zufall.
Der Däne Hans Christian Oersted beobachtete 1820 zufällig etwas, was die Wissenschaftler seiner Zeit zwar vermutet, aber nie gefunden hatten: einen Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus, den Elektromagnetismus.
In der Nähe eines stromdurchflossenen Leiters, mit dem er
experimentierte, stand eine Kompassnadel.
Als der Stromkreis geschlossen war, änderte die Kompassnadel
plötzlich die Richtung und pendelte sich wieder ein, als der Stromkreis
unterbrochen wurde.
Also musste der Leiter ein Magnetfeld erzeugt haben!
Das Experimentvideo zeigt Oersteds Entdeckung.
2) Ein seltsames Magnetfeld!
Oersteds Entdeckung wirft Fragen auf:
- Wie verläuft dieses Magnetfeld?
- Wo hat es seine Magnetpole?
Man muss auf die Idee kommen, dass dieses Magnetfeld senkrecht zum
Leiter wirkt!
In der Experimentieranordnung sieht man einige Kompassnadeln, die auf
einer Acrylglasplatte in einer Ebene senkrecht zum Leiter angeordnet
sind. Das Magnetfeld verläuft in der Richtung, in der die Kompassnadeln
deuten.
Die Schemazeichnung in der Mitte verdeutlicht den Verlauf des Magnetfeldes
zusätzlich dreidimensional, die grau gezeichnete Fläche ist die
Acrylglasplatte, die in den linken Fotos von oben zu sehen ist.
| Minuspol oben - Pluspol unten - Feldlinien im Gegenuhrzeigersinn | ||
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| Minuspol unten - Pluspol oben - Feldlinien im Uhrzeigersinn | ||
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3) Dies ist wichtig!
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4) Linke Hand Regel:
Den Verlauf der Feldlinien findet man mit der Linke Hand
Regel:
| Zeigt der Daumen in die Richtung der Elektronenbewegung (von - nach
+), so geben die gekrümmten Finger die Richtung der Feldlinien
an. Sieh' dir dazu die Schemazeichnung und die Hand rechts daneben in den Bildern oben noch einmal an. |
Was passiert, wenn man den geraden Leiter zu einer Leiterschleife biegt, verdeutlich die nächste Seite zur Leiterschleife.