Ph 10

Versuch

Thomsonscher Ringversuch - Lösung


a)

Die Magnetfeldänderung in der Spule (z.B. beim Einschalten) bewirkt auch eine Magnetfeldänderung im Aluminiumring. Dadurch wird eine Spannung induziert, die einen Ringstrom zur Folge hat. Dieser Ringstrom fließt so, dass er die Ursache seiner Entstehung zu hemmen sucht (Gesetz von Lenz):
Besitzt die Spule an ihrer Oberseite einen Südpol, so wird der Induktionsstrom so fließen, dass auf der Unterseite des Rings ein Südpol entsteht: Abstoßung.
Besitzt dagegen die Spule an der Oberseite einen Nordpol, so fließt der Strom so, dass auf der Ringunterseite auch ein Nordpol entsteht: Abstoßung.

 
b)

Während bei der Verwendung von Gleichspannung nur eine einmalige Magnetfeldänderung auftrat, ist dies bei der Verwendung von Wechselspannung andauernd der Fall. Somit wird der "Induktionseffekt" noch wirkungsvoller. Ist der Ring gekühlt, so hat dieser einen geringeren ohmschen Widerstand, der Ringstrom fällt größer aus und damit wird auch die abstoßende Kraft größer.

 
c)

Kinetische Energie im tiefsten Punkt = potenzielle Energie im höchsten Punkt

 
d) Ist der Ring geschlitzt, so kann sich keine ausgeprägter Ringstrom ausbilden. Damit stehen sich nicht zwei gleichnamige Pole gegenüber, die zur Abstoßung des Ringes führen.