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Experimente mit Elektrizität
Magnetfeld eines stromdurchflossenen LeitersEin solches Magnetfeld kann man mittels Ihrer Eisenfeilspäne sichtbar machen. Damit es auch in grösserer Ausdehnung (ca. 15 cm) noch gut funktioniert, braucht man etwa 50 Ampere Stromstärke. Keine Angst, die Schutzkleinspannung ist auf weniger als 2 Volt begrenzt; keinem Teilnehmer kann beim Berühren der offenen Leitungen etwas passieren.
Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter im MagnetfeldDiese Kraft kann man mit einem beweglichen elektrischen Leiter (Draht) und einem aufgehängten kräftigen Magneten S-35-05-N anschaulich demonstrieren. Viele Besucher mutmassen, der Draht müsse je nach Stromrichtung angezogen oder abgestossen werden. Kenner der Materie wissen jedoch, dass die Kraft seitlich wirkt und sich der Draht deshalb je nach Stromrichtung nach links oder rechts verschiebt (siehe Videos). Wichtig für den beeindruckend deutlichen Effekt sind
- das kräftige Magnetfeld, dessen Flussdichte vor dem Magneten immerhin noch etwa 1 Tesla betragen müsste
- eine ordentliche Stromstärke, im Filmbeispiel 20 Ampere.
Abwandlung "Einfachster Elektromotor"Besonders gerne zeige ich immer eine weitere Abwandlung des "Einfachsten Elektromotors der Welt". Schauen und staunen Sie selbst.
Salzwasserbad
AusgangslageZwischen den flächig ausgeführten Elektroden (Anode: rote Klemme, Kathode: schwarze Klemme) fliesst ein Strom von einem knappen Ampere. Der Stromfluss im Salzwasser wird im Wesentlichen von den Salz-Ionen getragen. Die positiv geladenen Natrium-Ionen sind von der Anode zur Kathode unterwegs, in entgegengesetzter Richtung wandern die negativ geladenen Chlorid-Ionen durchs Wasser. Die beiden entgegengesetzten Bewegungen ergeben gemeinsam keine sichtbare Bewegung des Wassers.
Wirkung eines MagnetenNun kommt der Magnet ins Spiel: Unter das Wasserbad habe ich einen Scheibenmagnet des Typs S-35-05-N gelegt. In der schematischen Darstellung ist die Anode links, die Kathode rechts und die Scheibe liegt mit dem Nordpol nach oben unter dem Becken. Die positiv geladenen Ionen werden im Bereich des Magnetfelds aus ihrer Bewegungsrichtung nach rechts, also auf den Betrachter zu, abgelenkt. Die negativ geladenen Ionen werden aus ihrer Bewegungsrichtung nach links abgelenkt, das ist auch auf den Betrachter zu.
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