07 Induktion durch Rotation

Übungsaufgaben Physik FOS/BOS 12 Technik
Induktion durch Rotation
1.
= 10
) rotiert mit einer Frequenz
= 50
in einem
Eine flache Spule ( = 50;
homogenen, zeitlich konstanten Magnetfeld der Flussdichte = 20 um eine senkrecht zu den
Feldlinien stehende Achse.
Zur Zeit = 0 hat der magnetische Fluss durch die Spulenquerschnittsfläche
den Wert 0 und
steigt dann zu positiven Werten an.
a) Erstellen Sie eine ( )-Funktion mit eingesetzten Zahlenwerten. ( = 2,0 ∙ 10
)
( )-Funktion mit eingesetzten Zahlenwerten. ( = 314 )
b) Erstellen Sie eine
c) Stellen Sie ( ) und ( ) in einem gemeinsamen Diagramm grafisch dar.
Maßstab: 0,02 = 8,0 ; 1,0 ∙ 10
= 1,0 ; 100 = 1,0
d) Geben Sie eine Erklärung dafür, dass die Induktionsspannung
genau dann ihren
Scheitelwert erreicht, wenn ( ) = 0 ist.
2.
Eine flache Spule ( = 200;
= 2,5" ) rotiert mit der Frequenz = 5,0
im Magnetfeld
der Erde.
a) Wie ist die Rotationsachse der Spule zu lagern, um die größtmögliche Scheitelspannung zu
erreichen? (O-W-Richtung)
b) Berechnen Sie die größtmögliche Scheitelspannung, wenn bekannt ist, dass die Flussdichte
des Erdmagnetfeldes in unserer Region = 40# beträgt. (6,3 )
3.
= 45
) mit vernachlässigbarer
Eine Induktionsspule ( = 250;
Induktivität % dreht sich nach nebenstehender Skizze mit der
Frequenz
in einem homogenen Magnetfeld der Flussdichte
= 225 . Die Stromstärke des dabei erzeugten Wechselstroms
hat den Effektivwert &'(( = 0,75 .
a) Berechnen Sie die Drehfrequenz der Induktionsspule, wenn
der Gesamtwiderstand des Stromkreises * = 30Ω beträgt.
(20 )
b) Berechnen Sie die Arbeit ,, die von einem Motor für 100
Umdrehungen der Induktionsspule zu verrichten ist. (84,4-)
*
/