Aufgaben zur Induktion und Selbstinduktion Seite 1/2

Aufgaben zur Induktion und Selbstinduktion
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Induktion:
1)
2) In einer langen Spule (l=50cm, Radius R=4cm und N=1000 Windungen) mit dem
Widerstand R=100 Ohm wird eine Wechselspannung der Frequenz 60 Hz und der
Scheitelspannung 20 V angelegt.
Im Innern dieser Spule liegt eine parallele kurze Induktionsspule (Achsen parallel) mit
einem Radius von 3 cm und 3000 Windungen.
a) Bestimme die Stromstärke I(t).
b) Bestimme die Flussänderung der äußeren Spule?
c) Berechne die induzierte Spannung Ui(t).
d) Wie hängt der Scheitelwert von der Frequenz der angelegten Spannung ab?
Fertige zunächst eine kurze Versuchsskizze an.
3) Eine Spule wird über einen Schalter mit einer Gleichspannung U=50 V verbunden.
Parallel zur Spule liegt eine Glimmlampe, deren Zündspannung mind. 90 V beträgt.
Schliesst man den Schalter, so fliesst ein Strom von 0,15A. Beim Öffnen des
Schalters leuchtet die Glimmlampe kurz auf. Mit einem Oszilloskop mißt man die
Zeitspanne  t=1ms für das Ausschalten.
a) Berechne die Induktivität L.
b) Begründe, warum die Glimmlampe leuchtet.
Induktion und Selbstind Aufg.sxw
Aufgaben zur Induktion und Selbstinduktion
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Formelsammlung:
Physikalische Größe
Formel
 
Elektrischer Strom
I =Q̇=
Elektrische Spannung
U=
El. Feldstärke (allgemein)

E=
El. Feldstärke im Plattenkondensator
El. Kapaität (allgemein)
W
Q

F
Q
t
 0=8,85⋅10−12
Arbeit im el. Feld (allgemein)
W =U⋅Q
Arbeit zum Laden eines Kondensators
1
W = ⋅C⋅U 2
2
Arbeit des Stroms
W =U⋅I⋅t
El. Leistung
P=
Selbstinduktivität (Spule)
Induktivität L einer langen Spule)
Flussänderung

Magnetfeld einer langen Spule
J
C
V
N
1 =1
m
C
1 F =1
C
V
C
V⋅m
W
t
dI
Ui =−L⋅
dt
0⋅r⋅N2⋅A
L=
l
 t=B⋅A
Induktionsspannung
1A
1V= 1
Q
U
E=
d
Q
C=
U
Elektrische Feldkonstante
Einheit
d
Uit=−n⋅
dt
 ⋅ ⋅N⋅I
B= 0 r
l
Magnetische Feldkonstante
0=1,26⋅10−6 H/ m
Wechselstromwiderstand R
1
It= ⋅U t
R
Induktion und Selbstind Aufg.sxw
1 J = 1 Nm
1W=1VA
1H=1
V⋅s
A