Induktion - Ruhende Leiterschleife im veränderlichen Magnetfeld

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Induktion - Ruhende Leiterschleife im veränderlichen Magnetfeld - Zusatzaufgaben
1. Der Erregerstrom einer Feldspule wächst innerhalb von 20s gleichmäßig so an, dass die magnetische
Flussdichte in dieser Zeit von 0,1T auf 1T wächst. Im Innern der Feldspule ist koaxial zu ihr eine
Induktionsspule von 200 Windungen mit der Querschnittsfläche 50cm 2 angeordnet.
Berechnen Sie die Spannung, die in der Induktionsspule induziert wird. [45mV]
2. Eine kreisförmige Leiterschleife mit der Querschnittsfläche 5cm 2 steht senkrecht zu einem magnetischen Feld der Stärke 0,05T .
Berechnen Sie die Zeit, in der das Feld ausgeschaltet werden muss, damit in der Leiterschleife eine
Induktionsspannung von 3mV erzeugt wird. [8,3ms]
3. In der Mitte einer langen zylindrischen Feldspule liegt eine kurze Induktionsspule. Die Spulenachsen
verlaufen parallel. Die Induktionsspule hat 200 Windungen und den Querschnitt 3cm 2 . Beim Einschalten des Feldspulenstromes, der 1,0 ⋅ 10 −3 s dauert, entsteht an den Enden der Induktionsspule die
Induktionsspannung 3,7 V .
Berechnen Sie den Betrag der Magnetischen Flussdichte, der bei eingeschaltetem Strom in der Feldspulenmitte herrsch. [0,0617T ]
4. In der Mitte einer langen zylindrischen Feldspule herrscht bei eingeschaltetem Spulenstrom ein homogenes Magnetfeld mit der magnetischen Flussdichte 0,225T . In diesem Raum befindet sich eine
Induktionsspule mit 175 Windungen, der Inhalt der von den Windungen eingeschlossene Fläche beträgt 6,5cm 2 . Die Achsen der Spulen fallen zusammen.
Berechnen Sie die mittlere beim Ein- bzw. Ausschalten des Feldspulenstromes in der Induktionsspule
induzierte Spannung, wenn der Ein- bzw. Ausschaltvorgang 501 s dauert. [1,28V]
5. In einer langen zylindrischen Feldspule liegt eine kurze Induktionsspule. Die Spulenachsen sind parallel. Die Länge der Feldspule beträgt 0,45m , ihre Windungszahl 400 . Die Induktionsspule hat 1800
Windungen, die von den Windungen umschlossene Fläche beträgt 7,5cm 2 .
Berechnen Sie die Zeitspanne, in der die Stromstärke in der Feldspule gleichmäßig von Null auf ein
Ampere anwachsen muss, damit an den Enden der Induktionsspule die Spannung 6mV induziert
wird. [0,251s]
6. In einer zylindrischen Feldspule liegt eine Induktionsspule von 6cm 2 Querschnitt mit 150 Windungen. Die Feldspule hat eine Windung pro 8mm Länge. Beim Ein- und Ausschalten des Feldspulenstromes von 2,2A innerhalb von 1,0 ⋅ 10 −2 s entsteht an den Enden der Induktionsspule die Induktionsspannung 2,7 ⋅ 10 −3 V .
Berechnen Sie, um wie viel Prozent die magnetische Flussdichte in der Feldspule am Ort der Induktiµ ⋅N⋅I
berechneten Wert abweicht. [13,2%]
onsspule von dem nach der Näherungsformel B = 0
L
7. Eine schlanke zylindrische Spule ist 1,45m lang und hat 43500 Windungen. Diese Windungen dürfen von einem Strom der maximalen Stärke 8,5A durchflossen werden. In der Mitte der Feldspule
liegt eine Induktionsspule mit 800 Windungen, die von den Windungen eingeschlossene Fläche beträgt 5,85cm 2 . Die Spulenachsen fallen zusammen.
Berechnen Sie die Zeitspanne, während der durch Änderung des Feldspulenstromes von - 8,5A auf
8,5A die zeitlich konstante Spannung 45mV in der Induktionsspule induziert wird. [6,67s]
© 2006 Thomas Unkelbach
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