magnetische Flussdichte eines Permanentmagneten über Lorentzkraft F=I*s*B

Bei diesem Versuch bestimmt man die magnetische Flussdichte eines Hufeisenmagneten mit elektronischem Kraftmesser

Geräte:

• Hufeisenmagneten mit zwei Polschuhen
• elektronischer Kraftmesser und Anzeige
  • Aufsatz für Leiterrahmen und verschiedene Leiterrahmen
• Netzgerät mit Stromstärken von 5A
• Teslameter zur Kontrollmessung

Hinweise zum Aufbau:

• Der Kraftmesser ist sehr empfindlich uns bei der Montage der Leiterschlaufen ist Vorsicht gebeten; Nur minimale Kraft aufbringen.
• Die Polschuhe des Hufeisenmagneten sorgen für ein homogenes B-Feld
• untere Kante der Leiterschlaufe mittig zwischen die Polschuhe einspannen

Versuchsablauf 1: Überprüfung der Definition der magnetischen Feldstärke \(B=\frac{F}{I \cdot s} \)

• Durch betätigen der SET Taste des elektronischen Kraftmessers, diesen bei I=0A auf ungefähr F=0mN einstellen. (Klappt nicht zu 100%. Den kleinen Offset später rausrechnen.)
• Bei Stromfluss im Amperebereich kann man gut die Definition der magnetischen Feldstärke \(B=\frac{F}{I \cdot s} \) demonstrieren.

Versuchsablauf 2: Induktive Herleitung der Lorentzkraft \( F=I \cdot s \cdot B \)

• 1. Durch Variation der Stromstärke I =1... 5A und Erstellung des F(I)-Diagramms
• 2. Durch Variation der effektive Leiterlänge s mit Hilfe der verschiedenen Leiterrahmen und Erstellung des F(s)-Diagramms
• 3. Bestimmung der Steigung und Berechnung der Feldstärke B im Luftspalt und Vergleich mit Teslametermessung