11.01.2005 - bei heidingers.de

Jessica Staaden, 11.01.05
Wiederholung von letzter Stunde
Induktion
Erklärung:
Die Änderung eines magnetischen Feldes lässt sich interpretieren als Eintauchen einer
Leiterschleife in ein konstantes Magnetfeld mit der Geschwindigkeit V.
Die Elektronen werden durch die Lorentzkraft getrennt, durch die elektrische Kraft
„gebremst“.
U
ist die Induktionsspannung, die an den Enden eines Leiters der Länge d entsteht,
wenn er mit der Geschwindigkeit V senkrecht zu den Feldlinien eines Magnetfeldes B
bewegt wird.
i
F l =e∗v∗B bewirkt, dass die Elektronen nach links gehen
U i
F el =e∗E =e∗
d
F l und F el wirken entgegengesetzt
 U i =−B ∗V ∗ d
ist die Induktionsspannung, die an den Enden eines Leiters der Länge d entsteht,
wenn er mit der Geschwindigkeit v senkrecht zu den Feldlinien eines Magnetfeldes B
bewegt wird.
U
i
4.3. Selbstinduktion
a)
Das erweiterte Indusktionsgesetz
(1) Magnetfeldänderung
U i =−n ∗A∗B
B˙ =B '∗
dB
dt
: Induktionsspannung in einer Spule
: Ableitung nach Zeit
(2) Flächenänderung
U i =−n ∗ Ȧ∗B
Ȧ= A ' t =
dA
dt
-n : Windungszahl der Spule
B : konstantes Magnetfeld
In einer Leiterschleife, die in ein Magentfeld hineinfällt, entsteht eine Induktionsspannung
U i =−B ∗V ∗ d
 s∗ d 
U i =−B ∗
 s∗ d = A
 t 
 A
U i =−B ∗
=−B ∗ Ȧ n =1
 t 
U
i
(3) Zusammenfassung
U
U
U
=U i1U i2
=−n
∗A∗B˙ −n ∗ Ȧ∗B
ges
˙
˙
ges =−n ∗ A∗B  Ȧ∗B =−n ∗ Ȧ∗B =n ∗̇
ges
Produktregel
= A∗B
f  x∗g '  x = f '  x ∗g  x f  x∗g '  x 
(4) Definition
Der magnetische Fluss = A∗B ist das Produkt aus Magnetfeldstärke B und
der durchströmten Fläche A
(5) Ergebnis
U i =−n ∗̇
b)
Die Lenz'sche Regel
(1) Versuch
(2) Beobachtung
Der Aluminiumring schwebt, weil er von der Stromdurchflossenen Spule
abgestoßen wird (unabhängig von der Polung)
(3) Erklärung
Das erzeugte Magnetfeld im Aluminiumring und das erzeugende Feld stoßen sich
ab.
erzeugendes Feld : Spule mit Eisenkern
erzeugtes Feld
: Induktionsstrom im Aluminiumring
Die beiden Felder wirken entgegengesetzt.