Selbstinduktion

Selbstinduktion
Die bisher betrachteten Induktionserscheinungen entstanden stets dadurch, dass eine Spule von einem Magnetfeld
durchsetzt wurde (das eine andere Spule erzeugte). Nun erzeugt aber ein durch eine Spule fließender Strom in
dieser selbst auch einen magnetischen Fluss. Die Induktionserscheinung eines stromdurchflossenen Leiters auf
seinen eigenen Leiterkreis nennt man Selbstinduktion.
Die Induktivität einer langen Spule
Die Selbstinduktion verzögert beim Einschalten des Stromes das Anwachsen der Stromstärke und versucht beim
Ausschalten das Fließen des Stromes aufrechtzuerhalten. Die Induktivität einer
Spule gibt nun an, wie stark der Stromfluss am Anfang „behindert“ wird. Bei
Spulen mit Kern ist die Induktivität auf Grund des größeren entstehenden
Magnetfeldes auch größer als bei Spulen ohne Kern oder mit weniger Windungen.
U ind  n  A 
B
t
aus B ~ I fo lg t U ind
 U ind
für lange Spulen gilt:
I
~
t
I
 L 
t
I
l
B
 n  A 
t
Bl .Sp   r   0  n  
 U ind
L: Induktivität der Spule
   r   0  n²  
A I

l t
 L 
[L] =1 H (Henry) = 1 V s/A
L = µr  µ0  n²  A/l
Aufgabe: Eine zylinderförmige Spule (ohne Kern) hat die folgenden Daten: d = 8cm; l = 48cm; n = 100; I = 5A;
t = 0,1s;. Bestimmen Sie L und Uind !
L = µr  µ0  n²  A/l = 1  1,25710-6  104  201,06/48 H = 0,053 H
Uind = -L  I/t = -0,053  5/0,1 V = -2,63 V
Die Energie des Magnetfeldes
Versuch: Beim Anschalten des Stromes in nebenstehendem Aufbau leuchtet
die untere, mit der Spule in Reihe geschaltete Glühbirne verzögert auf.. Beim
schnellen Ausschalten blitzt die untere Glühbirne auf. Dies ist auf die
Selbstinduktion in der Spule zurückzuführen, die den Stromfluss zuerst
schwächt und später verstärkt.
In der zweiten Anordnung blitzt die Glimmlampe beim Ausschalten kurz auf,
obwohl die angelegte Spannung eigentlich nicht zur Zündung ausreicht. Auch
hier liefert wieder die Selbstinduktion der Spule eine genügend hohe
Spannung.
Hieraus lässt sich der Schluss ziehen, dass in einem Magnetfeld Energie gespeichert ist.
I
t