Induktion_Verschiebungsstrom
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Induktion eines magnetischen Feldes Magnetische Feldstärke beim Aufladen des Plattenkondensators Inhalt • Feldstärke und Ladungen • Feldaufbau bei Stromfluss • Äquivalenz: Stromfluss und Feldaufbau • Induktion eines Magnetfeldes • Induktion eines elektrischen Feldes Elektrische Feldstärke und Spannung als Funktion der Ladung 1 0 Volt 0,5 Q Q E 0 A Das Magnetfeld von Strömen Magnetische Feldlinien Richtung des Stromflusses Magnetfelder als Funktion der Ladung 1 0 0,5 Q Volt Magnetfeld als Funktion der elektrischen Feldstärke 1 0 0,5 Q Volt Ladung erzeugt Feldstärke (Gausscher Satz) Strom im Leiter EdA Q 0 Kreisfläche dQ I dt Bds 0 I Geschl.W eg dQ d 0 E dA dt dt Kreisfläche Der „Verschiebungsstrom“ erzeugt ein Magnetfeld: Q Strom erzeugt ein Magnetfeld Das sich zeitlich ändernde Feld setzt den Strom („Verschiebungsstrom“) in den Raum fort dQ Bds 0 dt Geschl.W eg Magnetfeld, erzeugt durch das sich zeitlich ändernde elektrische Feld d Bds 0 0 E dA dt Kreisfläche Geschl.W eg Induktion eines Magnetfeldes: Maxwellscher Verschiebungsstrom „Strom oder ein sich zeitlich änderndes elektrisches Feld erzeugt ein magnetisches Wirbelfeld “ d B ds 0 ( I 0 dt G . W eg ds I EdA) Krfl. B dA dA E Speziell: Feldrichtung in Richtung der Flächennormale Das sich zeitlich ändernde Feld setzt den Strom („Verschiebungsstrom“) in Ladung erzeugt Feldstärke den Raum fort (Gausscher Satz) Strom im Leiter Q 0 APlatte E dQ d 0 AKreis E dt dt dQ I dt Q Strom erzeugt ein Magnetfeld 2rB 0 I Magnetfeld, erzeugt durch das sich zeitlich ändernde elektrische Feld d 2rB 0 0 AKreis E dt Faradays Vermutung, Maxwells Erkenntnis • Beim Laden eines Kondensators setzen sich die kreisförmig um den stromführenden Leiter liegenden magnetischen Feldlinien kontinuierlich in den zwischen den Platten liegenden Raum fort • Ein sich zeitlich änderndes elektrisches Feld ist deshalb – wie der Strom – von einem magnetischen Feld mit kreisförmigen Feldlinien umgeben Maxwellsche Ergänzung zum Ampèreschen Gesetz: • Bei zeitlicher Änderung des elektrischen Flusses, dem Produkt aus elektrischer Feldstärke und Fläche, wird ein magnetisches Feld induziert Elektrische Feldstärke Die magnetischen Feldlinien liegen kreisförmig um die Fläche, deren Fluss sich ändert Faradaysches Induktionsgesetz: • Bei zeitlicher Änderung des magnetischen Flusses, dem Produkt aus magnetischer Feldstärke und Fläche, wird ein elektrisches Feld induziert Magnetische Feldstärke Elektrische Feldstärke Die elektrischen Feldlinien liegen kreisförmig um die Fläche, deren Fluss sich ändert Anmerkungen zur Induktion • Bei zeitlicher Änderung einer elektrischen oder magnetischen Feldstärke erscheint die jeweils andere • Diese Eigenschaft ist nicht an Materie gebunden! – darauf beruht die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen im Vakuum • In der Technik erzeugt man Felder durch Ladungstransport in Bauteilen, z. B. durch Aufladung eines Kondensators oder Stromfluss durch eine Spule – es fließen Ströme
