Elektromagnetismus – Induktion (Beim Eintauchen des

Elektromagnetismus – Induktion
(Beim Eintauchen des Stabmagneten in die Spule ist eine Spannung U messbar)
Elektromagnetische Induktion:
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Bei der zeitlichen Änderung des Magnetfelds in einer Spule wird eine Spannung Uind
induziert, die einen Induktionsstrom Iind hervorruft (durch Relativbewegung der Spule zum
Magneten oder durch Auf- bzw. Abbau des Feldes in der Spule)
Elektromagnetische Induktion kann mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln
Der Induktionsstrom ist stets seiner Ursache entgegen gerichtet  Lenz´sche Regel (Beispiel:
Thomson`scher Ringversuch)
Induktionsgesetz:
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Induktion tritt durch eine zeitliche Änderung der Feldstärke ΔB/Δt auf oder durch eine
zeitliche Änderung der vom Feld durchsetzten Fläche ΔA/Δt.
Induktionsspannung ist proportional zur Windungszahl n der Induktionsspule  Uind ̴ n
Induktion durch zeitliche Magnetfeldänderung:
(In einer großen Feldspule befindet sich eine kleinere
Induktionsspule. Bei Erhöhung des Stroms ist eine Spannung messbar)
Ändert sich das Magnetfeld, das die Querschnittsfläche einer Spule A senkrecht durchsetzt, zeitlich
mit ΔB/Δt, so wird ein Spannung Uind induziert.
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Induktionsspannung U ist proportional zur zeitlichen Änderung der magnetischen Feldstärke
ΔB/Δt  Uind ̴ ΔB/Δt
Induktionsspannung Uind ist zum Flächeninhalt Aind des Spulenquerschnitts proportional 
Uind ̴ Aind
(1) Daraus ergibt sich:
Induktion durch Bewegung:
(Bsp. Experiment: Fläche einer Leiterschleife in einem konstant starken
Magnetfeld wird verkleinert)
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Durchsetzt ein zeitlich konstantes Magnetfeld der Stärke B eine Induktionsspule mit n
Windungen, so wird bei einer zeitlichen Änderung ΔA/Δt des Flächeninhalts der Spule eine
Spannung induziert.
 Induktionsspannung U ist proportional zur Änderungsrate ΔA/Δt  Uind ̴ ΔA/Δt
 Induktionsspannung ist proportional zur magnetischen Feldstärke B:  Uind ̴ B
(2) Daraus ergibt sich:
Faraday`sches Induktionsgesetz: Die induzierte Spannung ist proportional zur zeitlichen Änderung des
magnetischen Flusses in einer Spule mit n Windungen. Eine Induktionsspannung an einer Spule tritt
bei einer zeitlichen Änderung des magnetischen Flusses auf.
Magnetischer Fluss Φ (Einheit: 1Vs = 1Wb):
Aus (1) und (2):
Uind = - n* A* ΔB/Δt – n* B* ΔA/Δt
Quellen:
Metzler Physik, S. 252-257
http://www.leifiphysik.de/