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Experimentelle Bestimmung der Magnetischen Flussdichte
einer langen Spule
Präsentation von Martin Pilarski und Felix Golly - 15.01.08 -
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Versuchsaufbau
• lange Luftspule:N = 1330I = 2,3 AL = 1 m
• CASSY mit Kraftsensor
• LeiterbügelL1 = 1 cm | L2 = 2 cm | L3 = 4 cm
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Die UVW-Regel...
I
BF
(oder Drei-Finger-Regel)
...besteht aus...Ursache – Vermittlung – Wirkung
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Die Magnetfeldrichtung einer Spule
• Rechte-Faust-Regel:-vier Finger zeigen in die Wicklungsrichung der Spule-der Daumen in die des resultierende Magnetfelds
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Die Leiterschleife im homogenen Magnetfeld
•
• F1 und F2 heben sich auf, es wirkt nur F3
B
l
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33 100,02333x100,03867xf =
33 100,02000x100,08233xf +=
33 100,03333x100,16767xf =
Messreihen 3er Leiterbügellängen in
Abhängigkeit verschiedener Stromstärken
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33 100,02333x100,03867xf =
Physikalische Betrachtung
IA
mN0,03867IF =
const.I
F=IF ~
•Der Nullpunktsfehler ist vernachlässigbar klein
Aus der Ursprungsgeraden folgt:
Und damit:
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65 4x104,29529xf =
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63 4x104,29529xf =
LAm
N0,0042952
I
F=
Bconst.LI
F==
FI~L
Physikalische Betrachtung
Der Nullpunktsfehler ist vernachlässigbar klein
Aus der Ursprungsgeraden folgt:
B ist die „magnetische Flussdichte“ und stellt eine charakteristische Größe für das Magnetfeld dar.
1TmA
N1B ==
Die Einheit für die „magnetische Flussdichte“ lautet Tesla:
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Vergleich Theorie und Experiment
Am
mN0,004295
LI
FB ==
Also folgt für
das Experiment :
Aus der Formelsammlung erhält man, dass für das Innere einer langen stromdurchflossenen Spule gilt: L
INB r0
μμ=
mit:
N = 1330
I = 2,3 A
L = 1 m
Am
Vs104 7
0π=μBtheo≈0,003844
NAm
Am
Vs1Luftr μ
11,73:sExperiment desFehler relativer +Δ