Komplex VIII: Elektromagnetische Induktion

Mattis LK Physik 11
Komplex VIII: elektromagnetische Induktion
E 125 In einer langen zylindrischen Feldspule liegt eine kurze Induktionsspule. Die
Spulenachsen sind parallel. Die Feldspule ist 45 cm lang und hat 400 Windungen. Die
Induktionsspule hat 1800 Windungen und umschließt eine Fläche von 7,5 cm².
In welcher Zeit muss die Stromstärke in der Feldspule gleichmäßig von 0 auf 1 A anwachsen,
damit an den Enden der Induktionsspule eine Spannung von 6 mV induziert wird? (0,251 s)
E 126 Eine schlanke zylindrische Spule ist 1,45 m lang und hat 43500 Windungen. Diese
Windungen dürfen von einer Stromstärke von maximal 8,5 A durchflossen werden. In der
Mitte der Feldspule liegt eine Induktionsspule mit 800 Windungen, die eine Fläche von
5,85 cm² einschließen. Die Spulenachsen fallen zusammen. Berechnen Sie die Zeitspanne,
während der durch Änderung des Feldspulenstromes von -8,5 A auf +8,5 A eine zeitlich
konstante Spannung von 45 mV in der Induktionsspule induziert wird. (6,67 s)
E 131 In einem Fahrraddynamo stehen sich koaxial zwei Spulen gegenüber. Die
Querschnittsflächen der Spulen betragen 2,8 cm². Zwischen den Spulen rotiert ein
Keramikmagnet, welcher in dem von den Spulen umschlossenen Raum eine Flussdichte von
0,3 T erzeugt. Das vom Fahrradreifen angetriebene Reibrad hat einen Durchmesser von 2 cm.
Die beiden Spulen haben die gleiche Wirkung wie eine einzige Spule mit der Windungszahl
N. Die vom Dynamo erzeugte Wechselspannung soll bei einer Fahrradgeschwindigkeit von
km
12
einen Maximalwert von 8,4 V haben. Berechnen Sie die Windungszahl N. (300 Wdg.)
h
E 137 Eine Spule mit einer Induktivität von 630 H wird von einem Strom (100 mA)
durchflossen. Welche mittlere Selbstinduktionsspannung entsteht beim Ausschalten in einer
Zeitspanne von 0,01 s. (6300 V)
E 138 Eine Spule mit einer Induktivität von 4,46 H wird von einem Strom (20 mA)
durchflossen. Beim Ausschalten des Stromes soll die Selbstinduktionsspannung höchstens
500 V betragen. Berechnen Sie, welche Zeitspanne der Ausschaltvorgang mindestens
andauern muss. (0,178 ms)
E 140 Eine zylindrische Spule mit einem Radius von 4 cm und einer Länge von 38 cm wird
von einem Strom von 250 mA durchflossen. Welche Windungszahl muss die Spule haben,
damit das von ihr hervorgerufene Magnetfeld eine Energie von 2 mJ enthält? (1962 Wdg.)