031 – Antrieb durch Wirbelströme

Umkehrung der Wirbelstrombremse 

Einführung in: 

Wirbelströme, Lorentzkraft 

 

Material: 

  • Stabmagnet 
  • Alufolie (ca. 30 cm x 30 cm) 
  • Teller (tief, Suppenteller) mit Wasser gefüllt 

Beobachtung: 

Die Alufolie wird durch die kreisförmige Bewegung des Stabmagneten in Drehung versetzt. 

Anleitung:

  • die Seitenkanten der Alufolie 3-mal abwechselnd längs und quer aufeinander falten  
  • das entstandene Rechteck nach Augenmaß zu einem Quadrat falten 
  • die 4 Ecken auf zur Rückseite abknicken, so dass in etwa ein Sechseck entsteht  
  • das fertige Sechseck mit der glatten Seite nach oben auf die Wasseroberfläche legen 
  • einen Pol des Magneten kreisförmig über den Rand der Folie bewegen

Tipps:

  • Magnet gleichmäßig und nicht zu schnell bewegen 
  • optimal ist eine bis zum Rand gefüllte Schüssel 

Erklärung: 

  • Bewegte Ladungen in einem Magnetfeld erfahren eine Kraft senkrecht zu den Feldlinien, die Lorentzkraft.  
  • Im Metall befinden sich freie Elektronen, die sich relativ zum Magnetfeld bewegen.  
  • Die Lorentzkraft auf sie führt zu ungeordneten Strömen im Metall, den sog. Wirbelströmen (Induktion).  
  • Nach der Lenzschen Regel ist die Induktionswirkung ihrer Ursache (der Drehung relativ zum Magneten) entgegen gerichtet.  
  • Deshalb entsteht ein Drehmoment auf die Aluscheibe, so dass sich deren Drehung der Drehung des Magneten annähert.