Vom geraden Leiter zur Leiterschleife.

Checkliste:

Auf der letzten Seite hast du etwas über die Entdeckung des Elektromagnetismus durch Hans Christian Oersted gelernt.
Bevor du diese Seite durcharbeitest, solltest du wissen,

• was das Besondere an dem Magnetfeld eines geraden Leiters ist,
• wie man den Verlauf der Magnetfeldlinien bestimmt.

Wenn du dir hier nicht sicher bist, sieh' dir die letzte Seite zum geraden Leiter noch einmal an!

1) Der Leiter wird gebogen.

Biegt man den Leiter, so kommt man zur Leiterschleife.
Die Darstellung zeigt links das Experiment und rechts eine Schemadarstellung. Die graue Fläche ist wieder die Ebene der Acrylglasplatte, auf die man im linken Foto von oben blickt.

Im vorderen Leiterteil gehen die Elektronen von oben nach unten durch die Acrylglasplatte. Der Verlauf der Magnetfeldlinien ist hier also gegen den Uhrzeigersinn. Danach gelangen sie durch den Bogen und durchlaufen im hinteren Leiterteil die Acrylglasebene von unten nach oben. Hier verlaufen die Magnetfeldlinien im Uhrzeigersinn.
(vergleiche hierzu auch die Zeichnung und die Seite über den geraden Leiter)

2) Die Richtung des Magnetfeldes kehrt sich um, wenn man umpolt.

Natürlich kehrt sich auch hier die Richtung der Magnetfeldlinien jeweils um, wenn man die Leiterenden umpolt.
Sieh' dir hierzu die beiden Bilder genau an.
Beachte die Richtung der Elektronenbewegung (Polung und rote Pfeile) sowie den Umlaufsinn der Magnetfeldlinien im vorderen und hinteren Leiterteil!

3) Die zweidimensionale Darstellung erleichtert den Durchblick.

Dreidimensionale Darstellungen sind immer ein wenig schwierig zu zeichnen und auch zu verstehen. Daher geht man gerne auf eine zweidimensionale Darstellung über.
Der Leiter wird dann praktisch "durchgeschnitten".
Wir zeichnen den Schnitt durch den Leiter als Kreis und markieren die Richtung, in der die Elektronen durch die Zeichenebene gehen, mit einem Punkt oder mit einem Kreuz.

Dabei gilt folgende Merkregel:

Bedeutung	Skizze	Merkregel
Hier kommen die Elektronen aus der Bildschirmebene heraus - auf dich zu.		Von einem Pfeil, der auf dich zufliegt, siehst du die Spitze, das ist der Punkt in dem roten Kreis.
Hier bewegen sich die Elektronen in die Bildschirmebene hinein - von dir weg.		Von einem Pfeil, der von dir wegfliegt, siehst du die Pfeilfedern, das ist das Kreuz im roten Kreis.

Die folgenden Darstellungen verdeutlichen wieder das Experiment (links) und die vereinfachte, zweidimensionale Darstellung (Mitte) und die dreidimensionale Schemazeichnung (rechts).

Experimentfoto	zweidimensionale Zeichnung	dreidimensionale Darstellung

4) Die Leiterschleife ist ein kleiner Stabmagnet.

Nach außen verhält sich die Leiterschleife wie ein kleiner Stabmagnet.
Sieh' dir diese Animation an und verfolge Schritt für Schritt die Gedanken im Text rechts daneben.

Wir denken uns zunächst einen Magneten (grau) in die Mitte der Leiterschleife gesetzt, Wir konzentrieren uns ganz auf das Magnetfeld und lassen (in Gedanken) den Draht der Leiterschleife weg, Wir lassen dann auch noch die Feldlinien im Inneren des "Stabmagneten" weg, und überlegen uns in einem letzten Schritt die Magnetpole. (Erinnerung: wo die Magnetfeldlinien ausgehen ist der Nordpol, wo sie einmünden der Südpol).

Aber funktioniert das auch in der Realität?

Sieh' dir das Experiment im Film an!

Wir nähern dem linken Ende der Leiterschleife einen kräftigen Ringmagneten.
Dabei gibt es tatsächlich abstoßende und anziehende Kräfte.

• Welcher Magnetpol ist an der linken Seite der Leiterschleife entstanden?
• Wie ist die Leiterschleife also gepolt? (vergleiche mit den Bildern aus 3) und 4))

Wie man von der Leiterschleife dann zu einer Spule kommt entwickelt die nächste Seite über die Spule