Direkt zum Inhalt

Versuche

Kalibrieren eines Elektromagneten

Das Ziel des Versuchs

  • Dieser Versuch zeigt das Kalibrieren eines Elektromagneten.
Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Aufbau zur Aufnahme der Kalibrierkurve

Hinweis: Die Aufnahme der Kalibrierkurve setzt das Verständnis der elektromagnetischen Induktion voraus. Dazu misst man mittels einer kleinen Induktionsspule (vgl. Versuch "Magnetfeldbestimmung mittels Spannungsstößen") bekannter Windungszahl und bekannter Fläche den Spannungsstoß am vorher kalibrierten Spiegelgalvanometer (siehe Kalibrierung).

Der Eisenkern des Elektromagnet hat bei abgeschaltetem Strom noch einen recht beachtlichen Restmagnetismus. Diesen muss man zu Versuchsbeginn beseitigen. Würde man dies nicht tun, so wäre einerseits die Zuordnung Flussdichte zu Spulenstrom nicht eindeutig, außerdem könnte man beim Silberplättchen wegen des stets vorhandenen Magnetfeld die Anschlüsse für die Hallspannung nicht sauber auf gleiches Anfangspotential einstellen. Den Restmagnetismus (Remanenz) entfernt man, indem man kurz einen geringen Strom durch den Magneten in Gegenrichtung durchschickt. Den Erfolg dieser Aktion überprüft man mittels der Induktionsspulen. Nach einigen Fehlversuchen findet man bald, wie hoch der Gegenstrom sein muss, um den Restmagnetismus zu entfernen.

Messwerte im Versuch

Die eigentliche Messreihe (Beispiel mit Ni = 10; Ai = 2cm2 cut = 1,25·10-4 Vs/Skt)

ISp in A
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
α in Skt
2,0
4,0
5,8
7,4
8,6
9,5
10,5
11
B in Vs/m²
0,13
0,25
0,36
0,46
0,54
0,59
0,66
0,69
 
ISp in A
zurück
6
4
2
1
0
um-
polen
-1
-1,5
-2
α in Skt
9,6
7,7
4,5
3,2
1,8
0,2
-2,5
-3,5
B in Vs/m²
0,60
0,48
0,28
0,20
0,11
0,01
-0,16
-0,22

Grafische Versuchsauswertung

Zur Auswertung zeichnet man das zugehörige ISp-B-Diagramm für die aufgenommene Messreihe (Abb. 2).

Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Grafische Auswertung des Versuchs

Die orange Kurve ist für den Versuch zu verwenden, man nennt sie "Neukurve", weil der Eisenkern anfangs unmagnetisch (neu) ist. Man erkennt im Diagramm den Restmagnetismus (Remanenz) und den nötigen Gegenstrom (Koerzitivstrom).