Felderzeugung: Plädoyer für die Helmholtzspule.

1.) Traditionell: Magnetfelder mit langen Spulen erzeugt.

Meist erzeugen lange Spulen mit sehr kleinen Durchmessern die homogenen Magnetfelder für die Induktionsexperimente. In Baden-Württemberg sehr verbreitet ist dabei die "lange Spule" der früheren Firma NEVA aus Geislingen / Steige.
Diese besteht aus zwei übereinandergewickelten Kammern sehr dünnen Drahtes, die sich zu insgesamt 16.000 Windungen zusammenschalten lassen.
Zum Betrieb dieser Spule benötigt man wegen des großen Innenwiderstandes Hochspannung (ca. 200 V Gleichspannung), die ein eigens dafür gebautes Netzgerät liefert (im Hintergrund links)

Bei einer maximalen Stromstärke von 100 mA erzeugt die Neva-Spule (sie hat eine Länge von 48 cm) dann eine magnetische Flussdichte von 4,2 mT.

Die Experimente mit dieser Spule funktionieren gut, mit dem Nachteil, dass eben auch die Induktionsspulen entsprechend klein und daher schlecht zu sehen sind. Die entstehenden Induktionsspannungen sind daher auch sehr klein und müssen verstärkt werden.

2.) Die Helmholtz-Spule neu entdeckt.

Man findet sie in praktisch jeder Sammlung - die Helmholtz-Spule. Das ist eine große Spule aus zwei Ringen von ca. 40 cm Durchmesser, die die Eigenschaft haben, dass der Radius des Ringes gleich dem Abstand der beiden Ringe ist.

Ihren Einsatz findet sie immer im Zusammenspiel mit dem Fadenstrahlrohr, wenn es darum geht, die Kreis- oder Spiralbahnen von Elektronen im Magnetfeld zu erforschen.
Dieses Experiment ist aber meist ihr einziger Einsatz im Schuljahr, danach fällt sie wieder in einen Dornröschenschlaf in den Sammlungsschränken.

Das ist eigentlich schade, denn gerade für Induktionsexperimente ist sie sehr geeignet:

das von ihr erzeugte Magnetfeld ist trotz seiner Ausdehnung brauchbar homogen,
die magnetische Flussdichte ist in derselben Größenordnung wie bei der langen NEVA-Spule,
die ringförmigen Spulen behindern die Sicht in den inneren Feldbereich praktisch nicht,
der "Experimentierbereich" in ihrem Inneren ist recht groß (Durchmesser 40 cm!),
man kommt ohne Weiteres mit der Hand in diesen Innenbereich, um "vor Ort" mit der Drei-Finger-Regel arbeiten zu können. Die dreidimensionale Vorstellung fällt so leichter.
Induktionsspulen für ihren Innenraum können so groß gemacht werden, dass auch große Induktionsspannungen entstehen können, was den Nachweis erleichtert.

Zu dem großen Feldbereich der Helmholtzspule passen jedoch die anderen kleinen Spulen der Sammlung kaum.
Große Induktionsspulen - sieht man einmal von ringförmigen Spulen mit wenigen Windungen ab - sind praktisch nicht zu bekommen. Man muss sie daher selber anfertigen

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