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Magnetische Induktion

Beispiel: Thomson'scher Ringversuch

Abb.1

Thomson'scher Ringversuch

Ein elektrisch leitender aber nicht-magnetischer Aluminiumring wird über den vorstehenden Kern einer Spule gehängt. Beim Einschalten des Spulenstromes bewegt sich der Ring mit einem kurzen Ruck von der Spule weg, beim Ausschalten zur Spule hin.

Beim Einschalten des Stromes wird der Ring von einem rasch zunehmenden Magnetfeld durchsetzt. Das Magnetfeld ist auch räumlich inhomogen und nimmt mit zunehmendem Abstand von der Spule ab. In dem Ring entstehen durch die elektromagnetische Induktion Ströme (siehe „Wirbelströme“).

Die Richtung der induzierten Ströme ist so gerichtet, dass sie ihrer Ursache entgegen wirken (Lenz'sche Regel), d.h. so, dass sie das ansteigende Magnetfeld schwächen. Dies geschieht durch die Induktion von Strömen im Ring, die so gerichtet sind, dass deren Magnetfeld dem Spulenmagnetfeld entgegengesetzt ist. Auf diese Weise kommt es zur Abstoßung.

Beim Ausschalten des Spulenstroms nimmt deren Magnetfeld rasch ab. Die induzierten Ströme sind nun anders herum gerichtet als beim Einschalten. Sie bewegen den Ring somit zur Spule hin, d.h. in Bereiche größerer Feldstärke. Wie es die Lenz’sche Regel vorhersagt, wirken die Induktionsströme also der Abnahme des Magnetfeldes entgegen.

Link: Magnetfeld einer Spule

Verwendet man für den Thomson'schen Ringversuch eine stärkere Spule (hier: mit Netzspannung betrieben) und stellt diese aufrecht, so wird der Aluminiumring beim Einschalten sehr effektvoll nach oben geschleudert. Diese Variation des Versuchs wird im folgenden Video gezeigt.

Abb.2

Thomson'scher Ringversuch mit stärkerem Magnetfeld

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