WC-Papierrolle -- Magnetfeld
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The following quantities appear in the problem:
Länge \(\ell\) / elektrische Stromstärke \(I\) / Magnetische Flussdichte \(B\) / elektrische Spannung \(U\) / elektrischer Widerstand \(R\) / Fläche \(A\) / Anzahl \(N\) / spezifischer elektrischer Widerstand \(\rho\) /
The following formulas must be used to solve the exercise:
\(B = \mu_0 \cdot \frac{N}{\ell} \cdot I \quad \) \(U=RI \quad \) \(R = R_1 + R_2 \quad \) \(R = \varrho \dfrac{\ell}{A} \quad \)
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Exercise:
Um ihrer jüngeren Schwester vorzuführen wie sich eine Spule auf eine Kompassnadel auswirkt wickelt Physia einen m langen isolierten Kupferdraht Formelbuch.ohmmeter mit .mm Durchmesser Windung an Windung um eine WC-Papierrolle Durchmesser .cm. Die Enden des Drahtes schliesst sie dann an eine .V-Flachbatterie mit .ohm Innenwiderstand. Berechne das Magnetfeld im Innern der Spule und beurteile ob der Ausschlag der Kompassnadel sichtbar sein wird. Das Erdmagnetfeld beträgt an der Stelle des Experiments microtesla.
Solution:
newqtylm newqtyre.ohmmeter newqtydeo.mm newqtydedeon m newqtydzo.cm newqtydzdzon m newqtyU.V newqtyRi.ohm newqtyBeomicrotesla newqtyBeBeon T newqtymuo.newtonpersquareampere % Geg ell l textKupferpfsscrhoel re d_ deo de d_ dzo dz U U sscRi Ri B Beo Be % GesMagnetfeldBsiT % Der Widerstand des Kupferdrahtes ist solqtyRksscrhoelfracelld_^piren**ln/den***piohm al sscRk Rkf re frac lqtyde^ pi Rk. % Dieser Draht ist mit der Falchbatterie in Serie geschaltet zusammen haben sie einen Widerstand von solqtyRsscRi + RkfRin+Rknohm R sscRi+ sscRk Rf Ri + Rk R. Die Stromstärke ist dann solqtyIfracd_^pi Ud_^pisscRi+sscrhoelellUn/RnA I fracUR If fracUR I. Die Windungsdichte der Spule beträgt solqtynfracd_/denpermeter newqtyper-modereciprocalnrnnpermeter al n nf fracde nr. Folglich ist die Stärke des Magnetfeldes solqtyBfracmu_d_pi Ud_^pisscRi+sscrhoelellmuon*nn*InT al B mu_ n I Bf muo n I B. Die Grössenordnung des Erdmagnetfeldes ist T. Somit wird der Ausschlag sichtbar sein. % B Bf BI
Um ihrer jüngeren Schwester vorzuführen wie sich eine Spule auf eine Kompassnadel auswirkt wickelt Physia einen m langen isolierten Kupferdraht Formelbuch.ohmmeter mit .mm Durchmesser Windung an Windung um eine WC-Papierrolle Durchmesser .cm. Die Enden des Drahtes schliesst sie dann an eine .V-Flachbatterie mit .ohm Innenwiderstand. Berechne das Magnetfeld im Innern der Spule und beurteile ob der Ausschlag der Kompassnadel sichtbar sein wird. Das Erdmagnetfeld beträgt an der Stelle des Experiments microtesla.
Solution:
newqtylm newqtyre.ohmmeter newqtydeo.mm newqtydedeon m newqtydzo.cm newqtydzdzon m newqtyU.V newqtyRi.ohm newqtyBeomicrotesla newqtyBeBeon T newqtymuo.newtonpersquareampere % Geg ell l textKupferpfsscrhoel re d_ deo de d_ dzo dz U U sscRi Ri B Beo Be % GesMagnetfeldBsiT % Der Widerstand des Kupferdrahtes ist solqtyRksscrhoelfracelld_^piren**ln/den***piohm al sscRk Rkf re frac lqtyde^ pi Rk. % Dieser Draht ist mit der Falchbatterie in Serie geschaltet zusammen haben sie einen Widerstand von solqtyRsscRi + RkfRin+Rknohm R sscRi+ sscRk Rf Ri + Rk R. Die Stromstärke ist dann solqtyIfracd_^pi Ud_^pisscRi+sscrhoelellUn/RnA I fracUR If fracUR I. Die Windungsdichte der Spule beträgt solqtynfracd_/denpermeter newqtyper-modereciprocalnrnnpermeter al n nf fracde nr. Folglich ist die Stärke des Magnetfeldes solqtyBfracmu_d_pi Ud_^pisscRi+sscrhoelellmuon*nn*InT al B mu_ n I Bf muo n I B. Die Grössenordnung des Erdmagnetfeldes ist T. Somit wird der Ausschlag sichtbar sein. % B Bf BI