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.