Magnetfeld eines langen Leiters

Um das Magnetfeld eines stromdurchflossenen, langen Leiters zu untersuchen, wird dieses mithilfe einer Hall-Sonde gemessen. Dabei werden zwei Abhängigkeiten untersucht: Die Abhängigkeit zwischen magnetischer Feldstärke und der Stromstärke, sowie die Abhängigkeit zwischen Abstand der Hall-Sonde und magnetischer Feldstärke.

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Der Hall-Effekt

Die Hallsonde ist ein Leiter, dieser ist quaderförmig und kann z.B. aus Germanium bestehen. Dieser Leiter wird längs von einem Strom durchflossen. Weiterhin wirkt senkrecht zum Stromfluss eine Magnetfeld, welches das Plättchen durchsetzt. Aufgrund des Magnetfeldes wirkt auf die bewegten Ladungsträger die Lorentzkraft, welche für eine Ladungstrennung sorgt. Wie man in der Darstellung erkennen kann, wird durch diese Ladungstrennung unten eine Elektronenüberschuss und oben am Plätchen eine Mangel an Elektronen erzeugt. Als Folge der Trennung baut sich nach und nach ein elektrisches Feld auf, welches dem Magnetfeld entgegen gerichtet ist und durch die Kontakte oben und unten am Plättchen gemessen wird. Sobald das elektrische Feld stark genug ist heben sich die Lorentzkraft und die elektische Kraft gegenseitig auf. Mithilfe diesen Effekts ist es Möglich das Magnetfeld, auf eine sehr einfache Art und Weise, zu messen.

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Fadenstrahlrohr

Das Fadenstrahlrohr (engl. teltron tube) ist eines der elementaren Experimente in der Physik. Seinen größten nutzen zeigt es dabei, bei der Untersuchung der Elektronen. Mit dem unteren Aufbau ist es experimentell möglich, die spezifische Ladung zu bestimmen. Dabei reiht sich das Fadenstrahlrohr unter die Experimente ein, welche ihren Zweck darin finden, kleinste Teilchen, wie hier das Elektron zu untersuchen.

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Die Lorentzkraft

Die Lorentzkraft ist jene Kraft, welche auf bewegte Ladungsträger im Magnetfeld wirkt. Ebenso wirkt diese Kraft auch auf stromdurchflossene Leiter. Die Stärke der Lorentzkraft hängt dabei von der Magnetfeldstärke und der Stromstärke ab. Um die Richtung, in welche die Lorentzkraft wirkt zu bestimmen, wendet man die Drei-Finger-Regel an. 

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Das magnetische Feld

Das sogenannte magnetische Feld existiert um einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten. In magnetischen Feldern wirkt auf magnetische Stoffe eine Kraft (auch auf andere Magnete).  Wie auch bei den elektrischen Feldern, werden die sogenannten B-Felder durch Feldlinien beschrieben. 

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