Übung ET1-09.K1

Prof. Dr. Thorsten Jungmann (Stand 2025-12-07)

Bezug zu ET1-09

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Aufgabe 1: Magnetfeld-Grundlagen

Markieren Sie die korrekte(n) Aussage(n):

a) Die magnetische Feldstärke $H$ ist unabhängig von der Stromstärke.

b) Die magnetische Flussdichte $B$ hängt von der Permeabilität des Materials ab.

c) Magnetfeldlinien sind immer geschlossene Linien ohne Anfang und Ende.

d) Ein stromdurchflossener Leiter erzeugt ein radiales Magnetfeld.

Lösung

b), c) sind korrekt

Aufgabe 2: Spulen und Induktivität

Markieren Sie die falsche(n) Aussage(n):

a) Die Induktivität einer Spule ist proportional zum Quadrat der Windungszahl.

b) Ein Eisenkern verringert die Induktivität einer Luftspule.

c) Die magnetische Durchflutung $\Theta =N\cdot I$ ist das magnetische Analogon zur elektrischen Spannung.

d) Der Strom durch eine Induktivität kann sich nicht sprunghaft ändern.

Lösung

b) ist falsch

Aufgabe 3: Kraftwirkungen

Markieren Sie die korrekte(n) Aussage(n):

a) Die Lorentzkraft wirkt senkrecht zur Stromrichtung und zur Magnetfeldrichtung.

b) Die Reluktanzkraft zieht ferromagnetische Körper in ein Magnetfeld hinein.

c) Die Kraft eines Magnetfeldes auf einen stromdurchflossenen Leiter ist proportional zu $B^2$.

d) In einem homogenen Magnetfeld erfährt eine unbewegte, geschlossene Leiterschleife keine resultierende Kraft.

Lösung

a), b), d) sind korrekt

Aufgabe 4: Magnetische Größen und Einheiten

Ordnen Sie die Größen (links) ihren Einheiten (rechts) zu:

Größe		Einheit
A) Magnetische Feldstärke $H$		1) Weber ($\mathrm{Wb}$)
B) Magnetische Flussdichte $B$		2) Volt ($\mathrm{V}$)
C) Magnetischer Fluss $\Phi$		3) Tesla ($\mathrm{T}$)
D) Induktivität $L$		4) Ampere ($\mathrm{A}$)
E) Magnetische Durchflutung $\Theta$		5) Ampere pro Meter ($A/m$)
		6) Henry ($\mathrm{H}$)
		7) Newton ($\mathrm{N}$)

Lösung

A→5, B→3, C→1, D→6, E→4

Aufgabe 5: Formeln und Zusammenhänge

Ordnen Sie die Formeln (links) ihrer physikalischen Bedeutung (rechts) zu:

Formel		Bedeutung
A) $B={\mu }_0\cdot {\mu }_r\cdot H$		1) Lorentzkraft
B) $L=\frac{{\mu }_0{\mu }_r{N}^{2}A}{l}$		2) Materialgleichung Magnetfeld
C) $\vec{F}=I\cdot \vec{l}\times \vec{B}$		3) Energie in der Spule
D) $\Theta =N\cdot I$		4) Induktivität Zylinderspule
E) $W=\frac{1}{2}L{I}^2$		5) Reluktanzkraft
		6) Magnetische Durchflutung
		7) Induzierte Spannung
		8) Magnetischer Widerstand

Lösung

A→2, B→4, C→1, D→6, E→3

Aufgabe 6: Materialien und magnetische Eigenschaften

Ordnen Sie die Materialien/Werkstoffe (links) ihren magnetischen Eigenschaften (rechts) zu:

Material		Eigenschaft
A) $\text{Al}$		1) ${\mu }_r>1000$, weichmagnetisch
B) $\text{Fe}$		2) ${\mu }_r<1$, diamagnetisch
C) $\text{NdFeB}$		3) ${\mu }_r\gtrsim 1$, schwach paramagnetisch
D) $\text{Cu}$		4) Hohe Remanenz, hartmagnetisch
E) $(\text{Mn,Zn}){\text{Fe}}_2{\text{O}}_4$		5) ${\mu }_r\lesssim 1$, schwach diamagnetisch
		6) Mittlere Permeabilität, geringe Verluste
		7) Schwache Remanenz, hartmagnetisch

Lösung

A→3 (Al: paramagnetisch), B→1 (Fe: weichmagnetisch), C→4 (NdFeB: hartmagnetisch), D→5 (Cu: diamagnetisch), E→6 (MnZn-Ferrit: geringe Verluste)