Oersted-Experiment: Elektromagnetismus

Oersted-Experiment

Dieses Experiment basiert auf einem Draht oder einem Kompass an einer Schnur. Solange kein elektrischer Strom durch den Draht fließt, zeigt die Kompassnadel nach Norden (wie sie vom Magnetfeld der Erde geführt wird). Wenn wir jedoch das Ende des Kabels mit einem elektrischen Generator (z. B. einer Batterie) verbinden, sehen wir, wie die Kompassnadel abgelenkt wird, senkrecht zum Kabel. Dieser Fall tritt ein, egal in welche Richtung wir den Draht platzieren. Wenn wir die Richtung umkehren, in der der Strom durch das Kabel fließt, dreht sich die Kompassnadel um, wiederum senkrecht zum Draht, aber in die entgegengesetzte Richtung.

Dieses Experiment zeigt, dass ein elektrischer Strom ein Magnetfeld um sich herum erzeugt. Wir sehen, dass es eine enge Beziehung zwischen Elektrizität und Magnetismus gibt, daher gibt es einen Teil der Physik, der diese Beziehung untersucht und den wir Elektromagnetismus nennen.

Wir werden untersuchen, wie Magnetfeldformen erzeugt werden, die durch Ströme in verschiedenen Drähten platziert werden, wofür wir die Feldlinien in diesen Bereichen betrachten.

Magnetfeld, das von einem geraden Draht erzeugt wird

Die Feldlinien des Magnetfeldes, das von einem elektrischen Strom erzeugt wird, der durch ein Stück geraden Draht (oder Faden) fließt, sind konzentrische Kreise, die in einer Ebene senkrecht zum Draht liegen und deren Mittelpunkt der Schnittpunkt dieser Ebene mit dem Kabel ist.

Um zu wissen, in welche Richtung wir diese Feldlinien zeichnen müssen, verwenden wir die sogenannte Rechte-Hand-Regel, die darin besteht, den Draht mit der rechten Hand zu umfassen, wie in der Abbildung links gezeigt, so dass der ausgestreckte Daumen in die Richtung zeigt, in die der elektrische Strom durch den Draht fließt. Dabei zeigen die restlichen vier Finger der rechten Hand, die den Draht umfassen, die Richtung an, in die wir die Linien des Magnetfeldes zeichnen sollten, das durch den Strom erzeugt wird.

Magnetfeld, das von einer Schleife erzeugt wird

Eine Schleife ist ein Kabel (oder leitender Draht), das so gebogen wurde, dass es eine geschlossene Form bildet (z. B. einen Kreis, ein Quadrat, ein Rechteck, ein Dreieck, ein Fünfeck oder eine andere geschlossene Form). Natürlich sind die Enden des Kabels nicht miteinander verbunden, sondern mit den Klemmen eines elektrischen Generators verbunden, damit ein elektrischer Strom durch den Draht fließen kann.