Magnetfeld einer Leiterschleife

Das Online-Formular (als Teil eines Online-Skripts), mit dem die Daten gesammelt wurden.

Soeben habe ich mir die Daten der neusten Experimentier-Aufgabe unserer Studierenden angeschaut. Genau wir in unserem früheren gemeinschaftlichen Messen von Pendelfrequenzen sollten die Studierenden ihre Ergebnisse in einem Online-Formular übermitteln, so dass wir alle Daten zusammenfassen und damit ein Modell prüfen können, welches in einer späteren Vorlesung behandelt wird. Dieses Mal war es das Magnetfeld, welches von einer stromdurchflossenen Leiterschleife erzeugt wird.

Da wir nicht davon ausgehen konnten, dass alle Studierenden eine regelbare Stromquelle zur Verfügung haben, haben wir sie statt dessen angewiesen, einfach eine AA-Batterie (keine Akkus, keine Lithium-Batterien, usw. – aus Sicherheitsgründen) mit einem beliebigen Kabel (wie das USB-Kabel im obigen Bild) zu verbinden. Nachdem Sie die genaue Position des Magnetometers im Smartphone festgestellt haben, sollten Sie eine Schleife mit dem Magnetometer im Mittelpunkt legen und die Änderung im Magnetfeld senkrecht zur Schleife messen. Das ganze sollte für fünf verschiedene Radien wiederholt und die Ergebnisse übermittelt werden:

Da wir den genauen Strom im Experiment nicht kennen (bei 1,5V hängt dieser noch immer vom Kabel und dem inneren Widerstand der Batterie ab), haben wir außerdem die Anweisung gegeben, dass eine Messung bei einem Radius von 5cm dabei sein muss. Dadurch konnten wir das Verhältnis B(r)/B(5cm) des B-Felds bei beliebigem Radius zum Feld bei 5cm auftragen und damit diese Unbekannte eliminieren. Außerdem wurde der Betrag genommen, da manche Studierende negative Änderungen übermittelt haben.

Ich bin recht zufrieden mit dem Ergebnis und bin gespannt auf die Vorlesung, in welcher wir die gesammelten Daten den Studierenden zeigen können.

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