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Aufgabe

Berechnung des magnetischen Flusses durch einen Würfel im Magnetfeld

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

a)

Berechne den magnetischen Fluss durch den Würfel.

b)

Berechne den magnetischen Fluss durch den Würfel.

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a)

Dem Video kannst du entnehmen, dass die maximale magnetische Flussdichte im Innenraum der Zylinderspule ca. \(B=12\,\rm{mT}=12 \cdot 10^{-3}\,\rm{T}\) beträgt.

Weiter kannst du erkennen, dass die Kantenlänge des Würfels ca. \(1{,}6\,\rm{cm}=1{,}6 \cdot 10^{-2}\,\rm{m}\) und der Flächeninhalt \(A\) einer Würfelseite damit ca. \(A=\left( 1{,}6 \cdot 10^{-2}\,\rm{m} \right) = 2{,}6 \cdot 10^{-4}\,\rm{m}^2\)  beträgt.

Schließlich stehen die Vorder- und Rückseite des Würfels senkrecht zu den Feldlinien im Innenraum der Zylinderspule, so dass \(\varphi  = 0^\circ \) gilt.

Damit ergibt sich mit der Formel\[\Phi  = B \cdot A \cdot \cos \left( \varphi  \right)\]für den magnetischen Fluss durch den Würfel\[\Phi  = 12 \cdot 10^{-3}\,\rm{T} \cdot 2{,}6 \cdot 10^{-4}\,\rm{m}^2 \cdot \cos \left( 0^\circ   \right) = 3{,}1 \cdot 10^{-6}\,\rm{Wb}\]

b)

Dem Video kannst du entnehmen, dass die maximale magnetische Flussdichte im Hufeisenmagneten ca. \(B=25\,\rm{mT}=25 \cdot 10^{-3}\,\rm{T}\) beträgt.

Weiter kannst du erkennen, dass die Kantenlänge des Würfels ca. \(1{,}6\,\rm{cm}=1{,}6 \cdot 10^{-2}\,\rm{m}\) und der Flächeninhalt \(A\) einer Würfelseite damit ca. \(A=\left( 1{,}6 \cdot 10^{-2}\,\rm{m} \right) = 2{,}6 \cdot 10^{-4}\,\rm{m}^2\)  beträgt.

Schließlich stehen die Ober- und Unterseite des Würfels senkrecht zu den Feldlinien im Hufeisenmagneten, so dass \(\varphi  = 0^\circ \) gilt.

Damit ergibt sich mit der Formel\[\Phi  = B \cdot A \cdot \cos \left( \varphi  \right)\]für den magnetischen Fluss durch den Würfel\[\Phi  = 25 \cdot 10^{-3}\,\rm{T} \cdot 2{,}6 \cdot 10^{-4}\,\rm{m}^2 \cdot \cos \left( 0^\circ   \right) = 6{,}5 \cdot 10^{-6}\,\rm{Wb}\]

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Elektromagnetische Induktion