17. Februar 200917. Februar 2009

Induktion SpuleInduktion Spule

Alexander GeersAlexander Geers

Definition: InduktionDefinition: Induktion

(Lat.: (Lat.: inducereinducere „hineinführen“) „hineinführen“)

Unter Induktion versteht man das entstehen Unter Induktion versteht man das entstehen einer elektrischen Spannung in einer einer elektrischen Spannung in einer Leiterschlaufe durch kontinuierliche Änderung Leiterschlaufe durch kontinuierliche Änderung des magnetischen Flusses.des magnetischen Flusses.

Es entsteht Gleichspannung.Es entsteht Gleichspannung.

Beispiele für Induktion in Spulen:Beispiele für Induktion in Spulen:

1. Der Dynamo1. Der Dynamo

2. Der Generator2. Der Generator

Nähere ErklärungNähere ErklärungDas Prinzip der Induktion ist einfach:Das Prinzip der Induktion ist einfach:

Mechanische Arbeit in elektrische Energie umwandelnMechanische Arbeit in elektrische Energie umwandeln

Die Umwandlung beruht auf der Lorentzkraft, die auf Die Umwandlung beruht auf der Lorentzkraft, die auf bewegte, elektrische Ladungen in einem Magnetfeld bewegte, elektrische Ladungen in einem Magnetfeld wirkt. wirkt.

F= Q x v x BF= Q x v x B

Die Richtung der Lorentzkraft ergibt sich aus der Die Richtung der Lorentzkraft ergibt sich aus der Rechte-Hand-Regel: zeigt der Daumen in Rechte-Hand-Regel: zeigt der Daumen in Stromrichtung und der Zeigefinger in Richtung des Stromrichtung und der Zeigefinger in Richtung des Magnetfeldes, dann zeigt der Mittelfinger in Richtung Magnetfeldes, dann zeigt der Mittelfinger in Richtung der Lorentzkraftder Lorentzkraft

Bewegt sich ein Leiter quer/senkrecht zum Bewegt sich ein Leiter quer/senkrecht zum Magnetfeld, wirkt die Lorentzkraft auf die Magnetfeld, wirkt die Lorentzkraft auf die Ladungen im Leiter in Richtung dieses Leiters Ladungen im Leiter in Richtung dieses Leiters und setzt sie so in Bewegung. und setzt sie so in Bewegung.

Diese Ladungsverschiebung bewirkt eine Diese Ladungsverschiebung bewirkt eine Potentialdifferenz bzw. eine Elektrische Potentialdifferenz bzw. eine Elektrische Spannung zwischen den Enden des Leiters.Spannung zwischen den Enden des Leiters.

Um die Spannung zu erhöhen, werden mehrere Um die Spannung zu erhöhen, werden mehrere in Form einer Spule in Reihe geschaltete Leiter in Form einer Spule in Reihe geschaltete Leiter verwendet. verwendet.

Weiters Beispiel von InduktionWeiters Beispiel von Induktion

VersuchVersuchEine Spule wird zeitlich konstanten in einem B-Feld Eine Spule wird zeitlich konstanten in einem B-Feld

gedreht.gedreht.

DurchführungDurchführung

BeobachtungenBeobachtungen

Die innere Spule bewegt sich durch das B-Feld.Die innere Spule bewegt sich durch das B-Feld.

Der Zeiger des Spannungsmessgeräts bewegt Der Zeiger des Spannungsmessgeräts bewegt sich von 15 Volt bis 30 Volt und von 30 Volt bis 0 sich von 15 Volt bis 30 Volt und von 30 Volt bis 0 Volt und von 0 bis 30 Volt und das so lange sich Volt und von 0 bis 30 Volt und das so lange sich die innere Spule bewegt.die innere Spule bewegt.

SchlussfolgerungSchlussfolgerung

Die äußere Spule (Feldspule) induziert Die äußere Spule (Feldspule) induziert Spannung in die innere Spule Spannung in die innere Spule (Induktionsspule).

Durch eine gleichmäßige Bewegung der Durch eine gleichmäßige Bewegung der inneren Spule lässt sich Wechselstrom inneren Spule lässt sich Wechselstrom erzeugenerzeugen

Beispiel für einen AuswertungsgrafBeispiel für einen Auswertungsgraf

Auswertung/techn. AnwendungAuswertung/techn. Anwendung

Der hier vorliegende Versuch symbolisiert Der hier vorliegende Versuch symbolisiert vom Prinzip her einen Generator, dieser vom Prinzip her einen Generator, dieser erzeugt Wechselspannung.erzeugt Wechselspannung.

Mit einem Generator lassen sich niedrige Mit einem Generator lassen sich niedrige Spannungen auf hohe Spannung bringen, Spannungen auf hohe Spannung bringen, um lange strecken zu überwinden.um lange strecken zu überwinden.