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Magnetische Feldkonstante
Für die magnetische Feldstärke einer langen Spule der Länge l gilt im Vakuum B = $\mu _{0}$ . N / l . I (N Windungszahl, I Stromstärke). Die magnetische Feldkonstante $\mu _{0}$ wird hier über die Induktivität L der Spule bestimmt. Dazu wird L aus dem induktiven Widerstand RL , über die Messung des ohmschen Widerstands R im Gleichstromkreis und die Messung des Ersatzwiderstands Z der Spule im Wechselstromkreis bestimmt.
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Hinweise und Anregungen
- Die Wechselstromfrequenz beträgt f = 50 Hz, die Kreisfrequenz ergibt sich aus $\omega = 2\pi \cdot f$.
- Geometrische Daten der langen Spule: Länge l = 49,5 cm, Radius r = 3,5 cm, Inhalt der Querschnittfläche $A = \pi r^{2}$, Windungszahl n = 1330.
- Grafische Auswertung: Für beide Messreihen jeweils die Steigungen a der Ausgleichsgeraden y = a*x bestimmen. Ihre Kehrwerte ∆U/∆I sind die zu bestimmenden Widerstände.
- Literaturwert: $\mu _{0}=1.25663706212(19)\cdot10^{-6}\frac{N}{A^{2}}$
Autor: jki letzte Änderung: 19.03.2025 07:18 | Freie Universität Berlin | AG Didaktik der Physik BY-NC 4.0
→ Schalte das Netzgerät ein.
→ Ändere die Spannung.
Lange Spule
U / V
I / A
→ Schalte das Netzgerät ein.
→ Ändere die Spannung.
Lange Spule
Kleinspannungsstelltrafo
U / V
I / A
So bestimmst du die magnetische Feldkonstante µ0
1 Bestimme grafisch aus der Messung von U und I im Gleichstromkreis den ohmschen Widerstand $R_{\Omega }$ der Spule.
2 Bestimme entsprechend den Ersatzwiderstand $Z=\sqrt{R_{\Omega }^{2}+R_\mathrm{L}^{2}}$ der Spule im Wechselstromkreis.
3 Berechne mit der Ergebnissen für $R_{\Omega }$ und $Z$ den induktiven Widerstand $R_\mathrm{L}$ der Spule und …
4 … dann durch Umformen von $R_\mathrm{L}=\omega \cdot L$ die Induktivität $L$ der Spule.
5 Aus $L=\mu _{0}\cdot \frac{n^{2}\cdot A}{l}$ ergibt sich dann mit den geometischen Daten der Spule die magnetische Feldkonstante $\mu _{0}$.
y=
Messung im Gleichstromkreis
Messung im Wechselstromkreis
Grafische Auswertung (in der Tabelle "." als Trennzeichen verwenden)