AC-Magnetfelder mit Spule und Audio-Detektor detektieren

Bauteile & Materialien

• Audio-Detektor mit Kopfhörern
• Elektromagnetspule aus Relais oder Magnetventil

Eine Spule mit hoher Windungszahl ist essenziell, um die induzierte Spannung aus Streumagnetfeldern zu maximieren. Aus alten Relais oder Magnetventilen geborgene Spulen bieten eine ideale, leicht verfügbare Option.

Querverweise

Lessons In Electric Circuits, Band 2, Kapitel 7: „Mixed-Frequency AC Signals“

Lernziele

• Auswirkungen elektromagnetischer Induktion bestimmen
• Elektromagnetische Abschirmtechniken ermitteln

Schaltplan

Aufbauillustration

Anleitung

Durch Kombination des Audio-Detektors mit einer mehrwindigen Spule können Sie AC-magnetfeldinduzierte Spannungen hören. Da die induzierten Signale typischerweise schwach sind, stellen Sie die Empfindlichkeit des Detektors auf Maximum.

Häufige Haushaltsquellen für AC-Magnetfelder sind Fernseher, Verteilerkästen und sogar Induktivitäten in Haushaltsgeräten. Bringen Sie die Spule in die Nähe dieser Geräte, um die resultierenden Töne zu hören.

Die Orientierung der Spule relativ zu den Feldlinien beeinflusst das detektierte Signal dramatisch. Experimentieren Sie, indem Sie die Spule an ein Computer-Mainboard halten – dabei Vorsicht, um keine Schaltung zu kurzschließen – oder an eine Festplatte während aktiver Lese-/Schreibvorgänge für reichhaltigere Töne.

Ein selbstgebauter Transformator ist eine potente AC-Magnetfeldquelle. Testen Sie verschiedene Kopplungsgrade, indem Sie die Nähe von Primär- und Sekundärspule variieren – eng, locker oder vollständig getrennt –, um zu beobachten, wie die Kopplung das detektierte Signal beeinflusst.

Der variable Induktor mit Lampe, der an anderer Stelle dieses Kapitels beschrieben wird, emittiert ebenfalls messbare AC-Magnetfelder.

Physischer Kontakt ist nicht erforderlich; Magnetfelder durchdringen den Raum. Sie können auch mit Abschirmung experimentieren, indem Sie die Spule mit Materialien wie Alufolie, Papier, Blech oder Kunststoff umgeben, um Dämpfungseffekte zu studieren.

Testen Sie verschiedene Abschirmmaterialien – Alufolie, Papier, Blech, Kunststoff – und notieren Sie, welches die stärkste Dämpfung bietet. Betrachten Sie, wie Spulenorientierung und Abschirmwinkel die Kopplung beeinflussen. Diese Beobachtungen leiten die optimale Induktorplatzierung zur Minimierung von Störungen zwischen Schaltungen.

Die gesundheitlichen Auswirkungen schwacher Magnetfelder sind umstritten, doch das moderne Leben ist voll von solchen Feldern über ein breites Frequenzspektrum.

ZUGEHÖRIGES ARBEITSBLATT:

• Basic Electromagnetism and Electromagnetic Induction Worksheet
• Intermediate Electromagnetism and Electromagnetic Induction Worksheet