Versuch 46: Abschirmung eines Magnetfeldes

Versuchsdurchführung

Auf einer durchsichtigen Plexiglasplatte ist ein Hufeisenmagnet angebracht, zwischen dessen Polen sich ein Zylinder aus Eisen befindet. Die Versuchsanordnung wird mit Eisenfeilspänen bestreut und die, sich ausbildenden Feldlinien, mithilfe eines Overheadprojektors gezeigt.

Es kann beobachtet werden, dass das Innere des Metallzylinders feldfrei bleibt, während die Magnetfeldlinien außerhalb gut sichtbar sind.

Für gute Abschirmung muss man ein Material mit möglichst hoher relativer Permeabilität µ verwenden (Mu-Metall = Fe-Ni-Legierung mit 80% Nickel). Die maximal abschirmbare Feldstärke beträgt etwa:

\(H_{max}\left[ \frac{A}{m}\right] = 10^3 \frac{d}{D}\)

Für einen unendlich langen Zylinder mit Durchmesser D und Wandstärke d gilt etwa der Abschirmfaktor:

\(\frac{H_{außen}}{H_{innen}}\approx \mu \frac{d}{D}\)

Durch ineinander schachteln mehrerer Mu-Metall-Gehäuse mit aufeinander abgestimmten Wandstärken lassen sich extrem gute Abschirmungen erzeugen.