Читать книгу Technikspiele selbst gemacht von und für kleine und große Leute - Dr. Hans Gruber - Страница 6

Für dieses Experiment habe ich im Baumarkt eine Bindedrahtspule (PVC-isolierter Draht) gekauft (links im Bild), die etwas anders aussieht als die des vorigen Kapitels (rechts im Bild).

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(Durchmesser der linken Spule: ca. 75 mm, Breite der Spule: ca. 40 mm, Drahtlänge: 50 m, Durchmesser des unisolierten Drahtes ca. 0.9 mm, elektrischer Widerstand der Spule ca. 20 Ohm). An diese Spule habe ich eine Flachbatterie (4.5 Volt) angeschlossen und mit einem Kompass das durch den Stromfluss erzeugte magnetische Feld nachgewiesen - und bei Umpolung der Batteriekontakte die Umkehr des Spulen-Magnetfeldes.

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Eindrucksvoller und viel hübscher wurde es, als ich statt des Kompasses zwei 'Gardinenring-Fadenkompasse' (aus dem Technikspiele Heft 'Magischer Magnetismus' Teil 4) einsetzte:

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Sobald ich die Batteriekontakte an den Spulenenden vertauschte, drehten sich auch die Smily-/Grimy-Gesichter der Scheibenmagnete um 180 °.

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Für Vorführungen vor Leuten mit höheren technischen Erwartungen habe ich das folgende *Pendelmotor-Modell gebaut: Hier zeigt ein Doppel-Drehspul-Anzeigegerät (aus der Aussteuerung besagter, ausgedienter Stereo-Anlage) jeweils die Flussrichtung des Stromes abhängig von der Richtung des Pendelausschlags an.

* Solch ein Motor erspart einem das lästige Hin- und Her-Schieben von Magneten über Spulen. Besonders Leute mit gesteigerten technischen Erwartungen bei gleichzeitig geringen manuellen Fähigkeiten legen oft Wert auf so etwas.

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Übrigens sind die meisten üblichen Elektromotoren nach dem gleichen Prinzip gebaut: Sie haben im beweglich gelagerten 'Anker' eine Spule, die auf einen Eisenkern (statt meines Schraubenzieher aus dem 1. Experiment) gewickelt ist. Meist befindet sich diese Spule im Feld zweier Magnete. Fließt nun ein Strom - mit wechselnder Richtung - durch die Spule, dreht sie sich im Magnetfeld.

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Das erkennst du, wenn du einen Gleichstrom-Elektromotor zerlegst: Du erkennst das Motorgehäuse (rechts) und den Anker (Kupferdrahtwicklungen auf Eisenkern) mit Motorwelle links im Bild.

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In diesem Ausschnitt erkennst du (zumindest) einen der beiden schalenförmigen Magnete im Motorgehäuse. Der Anker - rechts davon - wird, ohne dass er die Magnetschalen berührt, so dazwischen platziert, dass sich seine Spule im Feld beider Magnetschalen befindet. Gibt man nun Strom wechselnder Richtung auf die Spule, wird sie mal vom Magnetfeld angezogen und mal abgestoßen - in der Folge dreht sich der Anker. Auch der in den folgenden Bildern gezeigte Pendelmotor funktioniert nach diesem Prinzip - nur dass hier die Spule feststeht und der Magnet sich bewegt:

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Mit meinem selbst gebastelten Elektrosmog-Detektor - siehe Technikspiele-Heft 'Ich war einmal ein Akkubohrer' - demonstriere ich bei Vorführungen am Beispiel des Pendelmotors, dass sich elektrische und magnetische Felder von Ort ihrer Entstehung entfernen und in den Raum abstrahlen.

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Anmerkung: Unter bestimmten Bedingungen fallen elektrische und magnetische Wechselfelder zusammen (dafür müsste der Motor allerdings extrem schnell* pendeln)- sie werden dabei zur 'elektromagnetischen Strahlung' bzw. zu 'elektromagnetischen Wellen' - und verlassen den Ort ihres Ursprungs, um sich mit Lichtgeschwindigkeit 'davon zu machen'. Auch dies hatte Maxwell voraus gesagt!

* So wie ein Hubschrauber erst dann abhebt, wenn sein Rotor sich schnell genug dreht. Bezogen auf elektrische und magnetische Wechselfelder bedeutet dies, dass sie extrem schnell - man sagt: 'hochfrequent' - wie z.B. Licht schwingen müssen. Erst dann entfernen sie sich vom Ursprungsort. Soviel zum Thema 'Elektromagnetismus' an dieser Stelle.

Nun aber zurück zu den bewegten Magnetfeldern und Spulen: Jetzt weißt du auch, warum im Magnetspiel 'Abgebremst' des Technikspiele-Heftes 'Magischer Magnetismus Teil 2' ein über einer (auch nichteisernen) Metallplatte pendelnder Magnet abgebremst wurde: Elektronen in Metallen werden durch bewegte Magnetfelder ebenfalls bewegt und 'verbrauchen' dabei Energie - hier die Pendelenergie.

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Tatsächlich treten hierbei sogenannte Wirbelströme in diesen Metallen auf. Das gilt auch für nichtmetallische Stoffe - wenn auch in wesentlich geringerem Maße.

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So kannst du die Luftblase (Libelle) in einer Wasserwaage mit einem sehr starken Magneten ein ganz klein wenig bewegen: Auch/sogar die Flüssigkeit in der Libelle reagiert auf Magnetfelder!