Ich brauche Hilfe bei der Entwicklung eines Experiments im Klassenzimmer, um das Magnetfeld zu erkennen, das durch einen Strom in einem Draht erzeugt wird

Ich möchte ein einfaches Verfahren entwickeln, das von Schülern befolgt werden kann, um herauszufinden, dass ein Strom in einem Draht ein Magnetfeld in der Nähe dieses Drahts erzeugt.

Ich beschränke mich natürlich auf sehr einfache Materialien, aber ich habe einen starken Neodym-Magneten, mit dem die Schüler Nadeln magnetisieren, mit denen wir dann das Magnetfeld entdecken und kartieren.

ich habe vier 1.5 v In Reihe geschaltete AA-Batterien, die nachgeben 5.5 v (eine Batterie ist irgendwie schwach). Ich verwende 1 mm dicken Kupferdraht sowie etwas Aluminiumfolie und Klebeband, um die Verbindungen zu sichern. ich nehme an 1 Ω Widerstand (Wikipedia sagt 0,1 Ω Innenwiderstand für eine typische AA-Batterie, im Vergleich dazu sollten die Drähte vernachlässigbar sein, daher würde ich den Widerstand eher überschätzen)

Nach meinen Berechnungen sollte dies bei einem Abstand von 3 cm vom Draht (etwa die Größe der Nadel) ein Netz sein 33 μ T des Magnetfelds, das von der Nadel einigermaßen erkennbar sein sollte, wenn man bedenkt, dass es sichtbar das Magnetfeld der Erde aufnimmt, das ist 65 μ T wieder laut Wikipedia.

Die Nadel scheint sich jedoch nicht um den Strom im Draht zu kümmern.

Habe ich meine Berechnungen durcheinander gebracht oder habe ich einen Fehler in meiner Einrichtung gemacht?

Antworten (4)

Warum nicht einen Plotterkompass anstelle einer selbstgemachten magnetisierten Nadel verwenden? Plotting Kompasse sind von Bildungsanbietern erhältlich. Früher waren sie sehr günstig. Sie sind einfach zu bedienen.

Bei einem Strom von 2 A durch einen langen Draht sollten Sie ein Feld von etwa 40 erhalten μ T 1 cm vom Draht entfernt. Dies ist von der gleichen Größenordnung wie das Magnetfeld der Erde, daher sollte der Kompass klar reagieren.

Mit den 5,5 VI sollte ich weit mehr als 2A durch die Leitung haben. Die Nadel reagiert jedoch nicht. Kann es sein, dass die Batterien einen höheren Innenwiderstand haben als erwartet?
Ich messe 3 M A (das sind Milliampere) über die Batterie. Wie habe ich drei Größenordnungen an Strom verloren? Das ist seltsam (erklärt aber das Fehlen eines Magnetfelds)
Warum nicht eine neue Batterie verwenden (z. B. 2 oder 3 Zellen)? Dies sollte Ihnen bei totem Kurzschluss einen Strom von einigen Ampere geben (was Sie ziemlich genau haben werden, wenn Sie ein Stück Draht darüber anschließen). Lassen Sie es gerade lange genug angeschlossen, um zu sehen, was der Kompass macht, damit Sie die Batterie nicht auf einmal entladen!
ja, du hast recht. Diese Quarantäne zwingt mich, meine Vorräte zu horten.
Tut mir leid, Sie mit Nachrichten zu überfluten. Ist es sinnvoll, vier AA-Batterien parallel zu schalten und sie auf 15,0 V zu halten, um eine längere Lebensdauer zu erreichen und die Gefahr eines Kurzschlusses zu verringern? Oder macht das keinen Unterschied, da der größte Widerstand von den Batterien selbst kommt und nicht vom Kabel?
Es ist normalerweise nicht gut, Zellen parallel zu schalten, da kleine Unterschiede in ihrer EMK einen Strom durch sie treiben können, auch ohne externen Stromkreis. Ich würde das nicht tun, zumindest nicht, bevor Sie eine einzelne Zelle ausprobiert haben. Auch würde ich zunächst keine Zellen in Reihe verwenden. Wie Sie sagen, kommt der größte Teil des Schaltungswiderstands von der Zelle oder den Zellen, sodass Sie mit mehr als einer Zelle in Reihe so ziemlich den gleichen Strom erhalten wie mit einer einzelnen Zelle! Meine Empfehlung: PROBIEREN SIE ES AUS!

Vielleicht möchten Sie mit D-Batterien gehen. Ein alter Computer oder Stereoverstärker, den jemand wegwirft, hat möglicherweise eine gute DC-Stromversorgung für mehrere Verstärker. Einige der kleinen schwarzen Boxen (oft im Flohmarkt erhältlich) können für 2 Ampere Gleichstrom ausgelegt sein. Harbor Freight führt ein kostengünstiges digitales Multimeter mit sich. Ich spanne einen Draht von der Decke bis zum Boden neben einem Tisch. Bretter auf jeder Seite, die sich vom Tisch aus erstreckten, ermöglichten die Verwendung eines kleinen Kompasses oder Eisenfüllungen auf einem Blatt Papier. Schließen Sie Ihr Amperemeter in Reihe mit dem langen Draht an.

Als einfache, aber ansprechende Alternative könnten Sie versuchen, sie ihre eigenen homopolaren Motoren mit Kabel und einer Batterie herstellen zu lassen. Als Ausgangspunkt bietet Wikihow einige Anweisungen zur grundlegenden Einrichtung.

Vielleicht möchten Sie erwägen, einen hängenden Magneten zu verwenden, der an einem Spiegel befestigt ist. Ein vom Spiegel reflektierter Laser erkennt das Magnetfeld, das von einer 12 Fuß entfernten AAA-Batterie erzeugt wird. Hier ist ein Link zu meinem Video, in dem ich dieses Experiment durchgeführt habe. Der Teil, der sich auf Ihre Frage bezieht, beginnt bei 9:33 im Video. Hier ist es.

Ich brauche Hilfe bei der Entwicklung eines Experiments im Klassenzimmer, um das Magnetfeld zu erkennen, das durch einen Strom in einem Draht erzeugt wird
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