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Aufgabe

Kraft auf Spule

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

a)In ein Magnetfeld mit der Feldstärke \(B=0{,}80\,\rm{T}\) taucht ein rechteckiger Leiterrahmen mit \(l=6{,}0\,\rm{cm}\) ein (vgl. Skizze), der von einem Strom der Stärke \(I=7{,}0\,\rm{A}\) durchflossen wird.

Gib die Richtung und den Betrag der resultierenden Kraft an, die auf den Leiterrahmen wirkt.

 

b)Anstelle des Leiterrahmens tauche nun eine rechteckige Spule mit \(N=20\) Windungen in das Magnetfeld ein.

Gib den Betrag der resultierenden Kraft auf die Spule an.

c)Erläutere, wie man die Lage der Spule in Bezug auf das Magnetfeld zu verändern hat, damit auf sie keine Kraft wirkt.

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a)Die resultierende Kraft ist vertikal nach unten gerichtet, die horizontal gerichteten Kräfte auf die seitlichen Leiterteile heben sich auf. Damit ergibt sich
\[F_{\rm{mag}} = I \cdot l \cdot B  \Rightarrow F_{\rm{mag}} = 7{,}0\,\rm{A} \cdot 0{,}060\,\rm{m} \cdot 0{,}80\,\rm{T} = 0{,}34\,\rm{N}\]

b)Es wirkt die zwanzigfache Kraft, also etwa \(6{,}7\,\rm{N}\).

c)Man lässt z.B. die gesamte Spule in das Magnetfeld eintauchen oder aber dreht die Spule parallel zum Magnetfeld.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Ströme & magnetisches Feld