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3B SCIENTIFIC
3B SCIENTIFIC® PHYSICS
3B SCIENTIFIC
3B SCIENTIFIC
3B SCIENTIFIC
U10371 Elektromagnetisches Versuchsgerät
Bedienungsanleitung
9/04 MH
1
2
3
4
5
6
7
8
Fig.1: Komponenten
Mit dem elektromagnetischen Versuchsgerät können
Versuche zur Kraft auf einen stromdurchflossenen Lei-
ter, zu induzierten Wirbelströmen und zum Dia- bzw.
Paramagnetismus durchgeführt werden.
1. Sicherheitshinweise
• Bei Verwendung des Magneten U10370 sind die dort
angegebenen Sicherheitshinweise strikt einzuhal-
ten. Z. B. Achtung bei Herzschrittmachern!
• Stromschlaggefahr! Die maximale Ausgangs-Span-
nung des verwendeten Netzgerätes darf 40 V nicht
überschreiten.
• Verletzungsgefahr! Der Glasstab
und daher vorsichtig zu handhaben. Scharfkantige
Bruchstellen bergen ein erhebliches Verletzungsrisiko.
2. Beschreibung, technische Daten
Das elektromagnetische Versuchsgerät besteht aus ei-
nem wackelfreien Aluminium-Stativ mit vorgegebenen
Magnet-Positionen und Zubehör-Aufnahmen. Dadurch
PHYSICS
PHYSICS
PHYSICS
PHYSICS
9
bl
bm
bn
bo
bp
ist zerbrechlich
bo
1
1
Rändelschraube zur Querträgerbefestigung
2
Gewindelöcher (5x) zur Querträgerbefestigung
3
Querträger
4
Leiterschaukel
5
Stativ
6
Rändelschraube M8x20 zur Magnetbefestigung
7
Magnet U10370 (nicht im Lieferumfang)
8
Gewindelöcher zur Magnetbefestigung
9
Leiterschaukel-Ablage
bl
Pendel-Aufnahme
bm
Geschlitztes Pendel
bn
Volles Pendel
bo
Glasstab mit Schnur und Haken
bp
Aluminiumstab mit Schnur und Haken
entfallen zeitaufwendige Justierarbeiten. Weiterhin
können alle Zubehörteile zur Aufbewahrung am Stativ
befestigt werden. Dabei sollten die Pendel (
den mittleren beiden Schlitzen der Pendel-Aufnahme
und der Glas bzw. Aluminiumstab (
beiden äußeren Schlitzen hängen, damit sich die
Schnüre nicht verheddern. Die Leiterschaukel hängt an
einem Querträger, in dem Buchsen für Sicherheits-
stecker (4 mm) angebracht sind. Der maximale Strom
in der Leiterschaukel sollte 6 A nicht überschreiten.
Höhe des Stativs:
Pendel:
Schlitzbreite:
Breite der Leiterschaukel: 100 mm
Stäbe:
3. Bedienung und Wartung
• Zunächst ist das Stativ gemäß Fig. 1 zusammenzu-
schrauben. Dabei ist darauf zu achten, dass das
Gerät senkrecht steht (Geodreieck).
®
,
) in
bm
bn
bzw.
) in den
bo
bp
345 mm
290 x 70 mm
max. 1 mm
40 mm x 8 mm Ø
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Manuels Connexes pour 3B SCIENTIFIC PHYSICS U10371
Sommaire des Matières pour 3B SCIENTIFIC PHYSICS U10371
- Page 1 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10371 Elektromagnetisches Versuchsgerät Bedienungsanleitung 9/04 MH Rändelschraube zur Querträgerbefestigung Gewindelöcher (5x) zur Querträgerbefestigung Querträger Leiterschaukel Stativ Rändelschraube M8x20 zur Magnetbefestigung Magnet U10370 (nicht im Lieferumfang) Gewindelöcher zur Magnetbefestigung...
- Page 2 • Das geflochtene Kupferband der Leiterschaukel sollte • Der Versuchsaufbau gemäß Fig. 2 (rechts) dient zum glatt nach unten hängen und den Kupferdraht par- Nachweis, dass die Lorentzkraft weder in Richtung allel zum Querträger halten. Ggf. kann das Kupfer- des Magnetfeldes noch in Stromrichtung wirkt. Im band zwischen zwei Fingern vorsichtig glatt gezogen ersten Fall würde die Leiterschaukel nach rechts werden.
- Page 3 • Beispiel einer Versuchsreihe: Strom Ι [A] Vers.-Nr. Polschuhabstand a [mm] Polschuhbreite b [mm] Auslenkung c [mm] 0,57 1,20 1,87 1,16 2,36 3,57 • 4.1.3 Versuchsauswertung Die wirksame Leiterlänge im Magnetfeld ergibt • Die Leiterschaukel wird vereinfachend als mathe- sich näherungsweise zu: matisches Pendel betrachtet, d.h.
- Page 4 oben oder unten im Pendel angesammelt haben Winkel ausgelenkt und losgelassen, dann wird das stoßen sie sich gegenseitig ab und die so entste- volle Pendel sehr schnell abgebremst, während das hende Spannung steht mit der Lorentzkraft ohne geschlitzte Pendel einige Schwingungen ausführt. Stromfluss im Gleichgewicht.
-
Page 5: Instruction Sheet
3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10371 Electromagnetic experiment apparatus Instruction sheet 9/04 MH Knurled screws to fasten the cross bar Threaded holes (5x) to mount the cross bar Cross bar Conductor swing Stand... -
Page 6: Experiment Setup
• The experiment setup as specified in Fig. 2 (right) should be held parallel to the cross bar. If neces- sary the copper strands can be carefully pulled is used to verify that the Lorentz force acts neither between two fingers until they are smoothed out. in the direction of the magnetic field nor in the In the region of the soldering points the copper direction of current flow. -
Page 7: Experiment Evaluation
• Example of an experiment sequence: Current Ι [A] Exp. no. Pole piece separation a [mm] Pole shoe width b [mm] Deflection c [mm] 0.57 1.20 1.87 1.16 2.36 3.57 • 4.1.3 Experiment evaluation The resulting effective length within the magnetic •... - Page 8 solid pendulum’s swing is rapidly damped (brak- top or bottom of the pendulum they repulse each ing) to a stop, whereas the slotted pendulum un- other with the result that the voltage generated dergoes several swings first. is in equillibrium with the Lorentz force and cur- •...
-
Page 9: Manipulation Et Entretien
PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS ® U10371 Appareil d’expérimentation électromagnétique Instructions d’utilisation 9/04 MH Vis moletée pour fixer le support transversal Cinq trous filetés pour fixer le support transversal Support transversal Balançoire Support Vis moletée M 8x20 pour fixer l’aimant Aimant U10370 (non fourni) Trous filetés pour fixer l’aimant... -
Page 10: Conducteur Traversé Par Du Courant Dans Le Champ Magnétique
• La bande de cuivre de la balançoire doit pendre vers • Le montage de la figure 2 (à droite) permet de dé- le bas et le fil de cuivre être parallèle au support trans- montrer que la force de Lorentz agit ni dans le sens versal. -
Page 11: Evaluation De L'expérience
• Exemple d’une série d’expériences : N° d’exp. Ecart d’épanouissements a [mm] Largeur d’épanouissement b [mm] Déviation c [mm] Courant Ι [A] 0,57 1,20 1,87 1,16 2,36 3,57 • 4.1.3 Evaluation de l’expérience La longueur utile approximative du conducteur • Simplifiée, la balançoire est considérée comme dans le champ magnétique résulte de l’équation un pendule mathématique, c’est-à-dire que la... -
Page 12: Diamagnétisme Et Paramagnétisme
pendule entier freinera plus rapidement, tandis trons sont d’abord déplacés dans un sens, mais que le pendule à fentes exécutera quelques oscilla- lorsqu’un grand nombre s’est accumulé en haut tions. ou en bas dans le pendule, ils se repoussent et la •... - Page 13 PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10371 Apparecchio per esperimenti elettromagnetici Istruzioni per l’uso 9/04 MH Vite a testa zigrinata per il fissaggio della traversa Fori filettati (5x) per il fissaggio della traversa Traversa Bilancino conduttore Supporto...
-
Page 14: Struttura Dell'esperimento
• La struttura dell’esperimento, come da fig. 2 (de- che risulti disteso e tenere il filo di rame parallelo alla traversa. Se necessario, il nastro di rame può stra) serve per dimostrare che la forza di Lorentz essere tirato con cautela tenendolo tra due dita per non agisce né... -
Page 15: Analisi Dell'esperimento
• Esempio di una serie di esperimenti: Deviazione c [mm] Corrente Ι [A] N. vers. Distanza tra le espansioni Larghezza delle espansioni polari a [mm] polari b [mm] 0,57 1,20 1,87 1,16 2,36 3,57 • 4.1.3 Analisi dell’esperimento La lunghezza efficace del conduttore nel campo •... - Page 16 mente, mentre il pendolo intagliato esegue al- troni sopra e sotto nel pendolo, si urtano recipro- cune oscillazioni. camente e la tensione che ne deriva è in equili- • Spiegazione: durante gli esperimenti indicati al brio con la forza di Lorentz in assenza di flusso di paragrafo 4.1 il bilancino conduttore era percorso corrente.
- Page 17 PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS ® U10371 Equipo electromagnético de experimentación Instrucciones de uso 9/04 MH Tornillo moleteado para fijación del soporte transversal Agujeros roscados (5x) para fijación del soporte transversal Soporte transversal Columpio conductor Soporte Tornillo moleteado M8x20 para fijación magnética...
-
Page 18: Montaje Experimental
• La tira trenzada de cobre del columpio conductor • El montaje experimental de la Fig. 2 (derecha) sir- debe pender lisamente hacia abajo, y el alambre ve para comprobar que la fuerza de Lorentz no de cobre debe permanecer paralelo al soporte actúa en el sentido del campo magnético ni tam- transversal. -
Page 19: Evaluación Del Experimento
• Ejemplo de una serie experimental: Ancho b de zapatas polares [mm] Desviación c [mm] Corriente Ι [A] Nº de exp. Distancia a entre zapatas polares [mm] 0,57 1,20 1,87 1,16 2,36 3,57 4.1.3 Evaluación del experimento • • La longitud eficaz de conducción, en el campo El columpio conductor se asume simplifica- magnético, se obtiene aproximadamente a par- damente como un péndulo matemático, esto es,... - Page 20 los en el mismo ángulo y se los suelta, el polo no perficie que se encuentra dentro de él. A saber, los ranurado frenará muy rápidamente, mientras que electrones también son desplazados, en primer lu- el polo ranurado realizará algunas oscilaciones. gar, en una dirección, pero cuando se agrupan •...
- Page 21 PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10371 Aparelho eletromagnético para experiências Manual de instruções 9/04 MH Parafuso de dedo estriado de fixação na travessa Orifícios com rosca (5x) para a fixação da travessa Travessa Balouço do condutor Pé...
- Page 22 • A fita de cobre trançada do balouço do condutor • A montagem da experiência conforme a ilustração deve estar pendurado reto para baixo e deve man- 2 (à direita) serve para comprovar que a força de ter o fio de cobre na paralela da travessa. Caso seja Lorentz não age na direção do campo magnético necessário, pode-se puxar a fita de cobre cuidado- nem na direção da corrente.
- Page 23 • Exemplo de uma série de experiências: Inclinação c [mm] Corrente Ι [A] Distância entre Largura b das sapatas [mm] Exp.-N° sapatas polares [mm] 0,57 1,20 1,87 1,16 2,36 3,57 4.1.3 Análise da experiência • O balouço do condutor será visto simplificadamente •...
- Page 24 mo ângulo e logo são largados, então o pêndulo parte de cima ou de baixo do pêndulo eles batem cheio freiará muito rapidamente, enquanto que o uns nos outros e a tensão assim resultante fica em com fendas ainda oscilará algumas vezes. equilíbrio com a força de Lorentz sem fluxo de cor- •...