Ørsted Versuch
Elektrizität und Magnetismus
Der dänische Physiker Hans Christian Oersted (1777-1851) wollte 1820 in einer Vorlesung vor Studenten einen Draht durch elektrischen Strom zum Glühen bringen. Als er den Strom einschaltete, bemerkte er beim Kompass, der zufällig in der Nähe lag, dass sich dessen Kompassnadel plötzlich bewegte. Als er den Strom ausschaltete, drehte sich die Kompassnadel in die ursprüngliche Nord-Süd-Richtung zurück.
Oersted entdeckte also, dass durch elektrischen Strom ein Magnetfeld erzeugt wird. In weiteren Experimenten erkannte Oersted, dass die Richtung des Ausschlages der Kompassnadel von der Stromrichtung abhängig ist.
Position der Kompassnadel
Nehmen wir an, dass sich die Magnetnadel oberhalb des Stromleiters befindet und dass der Strom vom Pluspol zum Minuspol fließt, so dreht sich der Nordpol der Kompassnadel in die Uhrzeigerrichtung.
Positionieren wir die Magnetnadel jedoch unterhalb des stromdurchflossenen Leiters, so dreht sich der Nordpol der Kompassnadel gegen die Uhrzeigerrichtung.
Anmerkung: Wenn Strom vom Pluspol zum Minuspol fließt, so nennt man das die technische Stromrichtung!
Entgegengesetzte Stromrichtung
Fließt Strom vom Minuspol zum Pluspol dreht sich die Magnetnadel jeweils in die entgegengesetzte Richtung, als wie wenn Strom vom Pluspol zum Minuspol fließen würde.
Zur Bestimmung des Verlaufs des Magnetfeldes eignet sich die Rechte-Faust-Regel: Zeigt der Daumen in Richtung der technischen Stromrichtung (von + nach -), so geben die Finger der Faust die Richtung des Magnetfeldes von Norden nach Süden an.
Anmerkung: Wenn Strom vom Minuspol zum Pluspol fließt, so nennt man das die physikalische Stromrichtung oder Elektronenstromrichtung.
Wann wird die Kompassnadel stärker abgelenkt?
Wenn wir die Spannung und damit die Stromstärke erhöhen, wird die Kompassnadel stärker abgelenkt. Die magnetische Wirkung des Stroms steigt. Das entstehende Magnetfeld ist bei höherer Stromstärke stärker.
Wenn wir den Draht zu einer Spule formen passiert dasselbe. Hat die Spule mehr Windungen, so wird die Kompassnadel stärker aus ihrer Richtung abgelenkt, denn bei einer Spule mit mehr Windungen entsteht ein stärkeres Magnetfeld.
Erkenntnis
Fließt Strom durch einen Metalldraht, so entsteht rundherum ein Magnetfeld. Vertauscht man + und -, so ändert man die Stromrichtung und damit auch die Richtung des Magnetfeldes. Erhöhen wir die Stromstärke, so wird die Magnetkraft stärker. Verwenden wir eine Spule statt eines Drahtes, so erhöht sich bei gleicher Stromstärke ebenso die Stärke des Magnetfeldes. Um so mehr Windungen die Spule hat, desto stärker wird die Magnetkraft des Elektromagneten sein.
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Hier siehst du die Platte von oben. Welches Bild entsteht, wenn man auf die Platte Eisenfeilspäne streut. – Das Ergebnis siehst du beim rechten Bild.
Versuchsergebnis
Fließt Strom durch einen senkrechten und geraden Leiter, entsteht rundherum ein ringförmiges Magnetfeld. Auf der Platte ordnen sich die Eisenfeilspäne konzentrisch und ringförmig um den stromdurchflossenen Leiter an.