Spulenclip zur Messung von Stromstärke mit Phyphox

Die Nutzung von Smartphones in schulphysikalischen Experimenten bietet sich durch die Verbreitung sowie auf Grund der Vielfalt und Qualität der verbauten Sensoren an. Mit der App Phyphox der RWTH Aachen können die Daten der meisten Smartphonesensoren, u.a. der Magnetfeldsensoren, ausgelesen und z.B. in Form von Diagrammen dargestellt und ausgewertet werden. Mit dem Magnetfeldsensor können aber nicht nur magnetischen Felder sondern indirekt über die magnetische Wirkung auch Ströme gemessen werden. Hierfür wird eine Spule gewickelt und über dem Magnetfeldsensor platziert. Die hier vorgestellte Halterung aus dem 3D-Drucker erhöht die Praktikabilität und Reproduzierbarkeit durch einfache Fixierung und Ausrichtung.

Experimente

Aus dem gemessenen Magnetfeld kann über B=\mu_0 \cdot \mu_r \cdot \frac{I \cdot N}{l} auf die Stromstärke in der Spule geschlossen werden.

Durch den Vergleich mit einer Referenzmessung (z.B. mit der bekannten Permeabilitätszahl von Luft) können auch die Permeabilitätszahlen verschiedener Kerne in den Spulen verglichen werden.

  • Die Spule muss möglichst exakt und nah am Sensor positioniert werden.
  • Der Innenwiderstand der Spule muss durch ausreichende Dimensionierung des Drahts vernachlässigbar klein sein.
  • Die Position der Spule zum Smartphone und die des Smartphones zum Erdmagnetfeld dürfen beim Experimentieren nicht verändert werden.
  • Es dürfen keine Materialien in die Nähe des Smartphones gebracht werden, die magnetische Felder aussenden oder anderweitig stören können (z.B. Uhren oder Stativmaterial).

Material

 

oder

Der Spulenclip kann auch über die Schülerfirma der Gesamtschule Waltrop bezogen werden. Anfragen bitte an Herrn Ahmet Akbulut.

Publikationen

Weitere Informationen bei Christoph Holz und Alexander Pusch.

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