K311_P_e-mag-induktion - HMTC - Halbmikrotechnik Chemie GmbH

Kartei 311: Elektromagnetische Induktion
311a
Elektromagnetische Induktion
Lernkartei
08.04.17
311a
Elektromagnetische Induktion
Wer war der Entdecker der elektromagnetischen
Induktion?
Michael Faraday untersuchte den Einfluss von
Magnetfeldern auf Spannungen. Er entdeckte, dass
eine Änderung der magnetischen Induktion einen
Spannungsstoß zu Folge hat.
Worin besteht der Unterschied zwischen der
physikalischen Größe „magnetischen Induktion“
und dem physikalischen Vorgang
„elektromagnetischen Induktion“?
Unter der magnetischen Induktion B versteht man
den Quotienten von Kraft F dividiert durch
Stromstärke I * und Länge eines Leiters in dem
Magnetfeld B = F/(I *l).
Unter elektromagnetischer Induktion versteht man
das Entstehen einer elektrischen Spannung durch die
Änderung eines Magnetflusses.
Was versteht man unter dem magnetischen Fluss
?
Der Magnetische Fluss  ist ein Maß für die Stärke
eines Magnetfeldes. Der magnetische Fluss eines
homogenen, nicht gekrümmten Magnetfeldes ist das
Produkt aus der magnetischen Induktion
(magnetische Flussdichte) B und der Fläche der
Spule A.
Welche Einheit hat der magnetische Fluss?
08.04.17
V * s
Wie lautet das Induktionsgesetz für den bewegten
Leiter?
In einen bewegten Leiter der Länge l, der sich in
einem homogenen magnetischen Feld mit der
magnetischen Induktion B mit der Geschwindigkeit v
bewegt, entsteht eine elektrische Spannung U. Es
gilt:
U=B*l*v
Wie lautet das Induktionsgesetz für eine Spule mit
der Windungszahl n , die sich in einem
veränderlichen Magnetfeld t befindet?
Die induzierte Spannung U ist das Produkt aus der
Windungszahl n und der Änderung des magnetischen
Flusses
U = - n * t
311b
Elektromagnetische Induktion
08.04.17
311b
Elektromagnetische Induktion
Wie leitet sich das Induktionsgesetz für eine Spule
aus dem Induktionsgesetz eines geraden Leiters ab.
Für die induzierte Spannung UInd eines geraden
Leiter der Länge l, der mit sich der Geschwindigkeit v
im Magnetfeld einer Spule mit der magnetischen
Induktion B bewegt wird gilt:
(1) UInd = B * I * v ; Weiter gilt für die Geschwindigkeit
v: (2) v = s/t mit dem in der Zeit t zurückgelegten
Weg s.
(2 in 1->1a) U = B * I * s/t.
Verlegt man die zeitliche Änderung vom
zurückgelegten Weg des Leiters auf den magnetische
Fluss, so erhält man:
(1b) U = B/t * l * s und mit (3) l * s = A ergibt sich
(3 in 1b->1c) U =B * A / t und (1d) U = t.
Bei einer Spule mit n Windungen wird die Fläche A nmal vom Magnetfeld durchsetzt.
Somit gilt:
(1e) U = - n * t.
Wie lautet die Formel für die Berechnung der
Induktionsspannung UInd in einer Induktionsspule, die
durch ein Magnetfeld einer äußeren Erregerspule
hervorgerufen wird?
(1) UInd = - nInd * errt
mit der Windungszahl nInd der Induktionsspule und
der Änderung des magnetischen Fluss der
Erregerspule errt. Wegen gilt
(2 in 1->1a) UInd = - nInd * (  Berr/ t * A).
Für eine (Erreger)-Spule mit der Windungszahl nerr
und der Länge lerr und ergibt sich für die
magnetische Induktion (3) Berr = 0 * nInd * Ierr mit der
magnetischen Feldkonstante 0 [ V*s/(A*m)]
(3 in 1a->1b) UInd= - nInd * AInd * ( 0 * nerr/ lerr * Ierr)/
t
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Letzte Änderung 14.03.2007
08.04.17