Ferrofluid
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Ferrofluide sind Flüssigkeiten
in denen ferromagnetische Partikel enthalten sind. Durch diese Partikel
reagiert diese Flüssigkeit auf Magnetfelder. Die Partikel sind sehr
klein, im Bereich von einigen Nanometern. Durch bestimmte Zusätze kann
verhindert werden dass sich die Teilchen verklumpen oder absetzen.
Die praktische Anwendungen von Ferrofluiden sind vielfältig. Sie können
z.B. als Dichtmaterial für Vakuum-Drehdurchführungen dienen. Auch
die >Bittermethode<
zur Sichtbarmachung von Magnetfeldern kann mit Ferrofluiden arbeiten. |
| Das hier vorgestellte Demonstartionsmodell
zeigt hingegen die fazinierenden Strukturen die durch die Einwirkung eines
Magnetfelds auf die Flüssigkeit entstehen. |
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Das Modell besteht nur aus
einer Magnetspule mit Eisenkern und einem regelbarem Netzteil. Bei
voller Erregung, entsprechend einem Magnetfeld von 90 mT an der Stirnfläche
des Eisenkerns wird ein Strom von 5 Ampere benötigt. Die Verlustleistung
in der Spule beträgt dann 25W. Um eine Überhitzung zu vermeiden
ist in der Spulenwicklung ein NTC-Widerstand integriert. Dieser Sensor
schaltet das Netzteil bei zu hoher Temperatur ab. Um die Verlustleistung
des gesamten Geräts zu verringern arbeitet das Netzteil mit einer
Pulsweitenregelung.Auch die Temperatur des Kühlkörpers auf
dem Gleichrichter und Schalttransistor montiert sind wird mit einem
NTC überwacht. |
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Das Ferrofluid bedindet sich in einem Uhrglas das auf die Stirnfläche
des Eisenkerns geklebt wurde. Um eine Verstaubung der Flüssigkeit
zu vermeiden wird das Uhrglas bei Nichtgebrauch mit einer Glasscheibe
abgedeckt. Die maximale Feldstärke am Boden des Uhrglases beträgt
75 mT. |
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| Mit zunehmender Erregung des Elektromagneten entstehen
auf der ursprünglich glatten Oberfläche der Flüssigkeit
die typischen Strukturen |
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0 Millitesla
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ca, 15 Millitesla
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ca, 30 Millitesla
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ca. 45 Millitesla
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ca.60 Millitesla
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ca. 75 Millitesla
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