Physik Oberstufe im Rudolf-Web.de: Induktion

Induktion - verschiedene Experimente

Flächenänderung | Magnetfeldänderung | Wirbelstrombremse | E-Wirbelfeld

1.) Induktionsspannung durch Flächenänderung:

Links: Leiterschleife bewegt sich aus dem Hufeisenmagneten heraus, die vom B-Feld durchsetzte Fläche wird kleiner und somit eine Spannung induziert.
Rechts: Eine Spule wird in einem Dauermagneten gedreht, die senkrechte Fläche verändert sich sinusförmig und deshalb wird eine Wechselspannung induziert.

Hier wird eine Leiterschleife mit konstanter Geschwindigkeit durch ein (relativ) homogenes B-Feld gezogen:
Die Breite der Leiterschleife und das Magnetfeld sind variabel!	Über die Zeitmessung lässt sich die Flächenänderung bestimmen.
	2.) Induktion durch Magnetfeldänderung: In der äußeren, felderzeugenden Spule (16.000 Windungen, 48 cm Länge) wird die Stromstärke von 0 A auf 100 mA linear hochgefahren (z. B. in 17 s) und damit auch das B-Feld. In der inneren Induktionsspule (2000 Windungen, Querschnittsfläche 28 cm², Achse parallel zur Feldspule) wird dadurch eine Induktionsspannung von 1,4 mV induziert.

3.) Technische Anwendung: Wirbelstrombremse

Links: Ein Alu-Plättchen schwingt durch einen Elektromagneten, dieser induziert im Alublättchen einen Induktionsstrom, der nach dem Lenzschen Gesetz seiner Ursache entgegenwirkt, also das Herein- bzw. Herausschwingen abbremst.
Rechts: Ein Schwungrad wird nach demselben Prinzip abgebremst.

4.) Aufbau zum Nachweis des elektrischen Wirbelfeldes (das die Erklärung für die Induktionsspannung durch B-Feldänderung liefert) Mithilfe einer Selbstunterbrecherschaltung wird eine hochfrequente Spannung an ein Schwingkreis (Kondensator und Spule) gelegt.

	In der Spule befindet sich eine evakuierte Glasröhre. Es ist (bei vollständiger Verdunklung) ein kreisförmiges, orangefarbenes Leuchten zu beobachten, das als kreisförmige Elektronenbewegung gedeutet werden kann. Die Elektronen bewegen sich entlang elektrischer Feldlinien, die das sich verändernde B-Feld (nach hinten orientiert) kreisförmig umgeben: Ein elektrisches Wirbelfeld, ohne Anfang und Ende, ohne durch elektrische Ladung verursacht zu sein!