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W. Stark; Berufliche Oberschule Freising
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Aufgaben zur Induktion
1.0 Eine flache rechteckige Spule mit 50
Windungen und dem Widerstand 50 wird
mit der konstanten Geschwindigkeit cms
2,0
durch das scharf begrenzte homogene
Magnetfeld der magnetischen Flussdichte 1,5T
bewegt.
Die Spulenenden sind kurz geschlossen.
Zum Zeitpunkt 1t sei die Spule gerade
vollständig in das Magnetfeld eingetaucht, zum
Zeitpunkt 2t beginnt die Spule das Magnetfeld
zu verlassen und zum Zeitpunkt 3t habe die
Spule das Magnetfeld vollständig verlassen.
1.1 Geben Sie ohne weitere Rechnung die Zeitpunkte 1t , 2t und 3t an.
1t 2,0s , 2t 5,0s , 3t 7,0s
1.2 Während die Spule in das Magnetfeld eindringt 10s t t , wird in ihr die Spannung
i iU N B v induziert. Leiten Sie iU aus dem Induktionsgesetz her und berechnen Sie
dessen Wert.
Beim Hineinziehen der Leiterschleife in das Magnetfeld bleibt die Kraftflussdichte B
konstant. Die sich im Magnetfeld befindendende und von der Leiterschleife
eingeschlossene Fläche ändert sich mit der Zeit t.
Zieht man die Leiterschleife um die Strecke s v t in das Feld, so gilt für die sich im
Feld befindende Fläche:
A(t) s v t
Für den Kraftfluss folgt:
(t) A(t) B B v t (t) B v
Für die induzierte Spannung gilt nach dem Faraday´schen Induktionsgesetz:
mi i i s
U (t) N (t) N B v 50 1,5T 0,1m 0,02 0,15V
1.3 Die Spule sei nun 2,0cm in das Feld eingedrungen. Tragen Sie alle an der bewegten
Spule angreifenden Kräfte (ohne Gewichtskraft) sowie die Stromrichtung in eine Skizze
ein, die auch die Spule und das Magnetfeld enthält.
Mit der Leiterschleife werden Elektronen mitbewegt. Da
auf sie die Lorentzkraft F e v B wirkt werden sie im
Leiterstück zur Stelle Q transportiert. Zwischen P und Q
entsteht somit die Spannung i iU N B v . Somit wirkt
das Leiterstück als Spannungsquelle (P ist Pluspol, Q ist
Minuspol), welche den Strom in der eingezeichneten
Richtung fließen lässt.
Die zu v parallelen Leiterstücke liefern keinen Beitrag.
Spule
b 4cm
e 10cm
10cm
B
v
B
v
1F
2F
3F
techn.I
P
Q
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1.4 Um die Spule in das Feld hineinzuziehen ist eine Kraft notwendig. Leiten Sie diese
Kraft allgemein her und berechnen Sie ihren Wert.
Auf ein stromdurchflossenes Leiterstück der Länge wirkt im Magnetfeld die Kraft
F I B .
Da 1 3F F heben sie sich in ihrer Gesamtwirkung auf.
Übrig bleibt die Kraft 2F , die entgegen der Bewegungsrichtung der Leiterschleife wirkt.
Um nun die Leiterschleife weiterhin mit konstanter Geschwindigkeit v bewegen zu
können muss eine Zugkraft Z 2F F aufgebracht werden (die Summe aller wirkenden
Kräfte muss Null sein).
Also gilt: Z ZF N I B F N I B konst. da I, , B kons tan t sin d
2iZ
U 0,15VF N I B N B 50 0,10m 1,5T 2,3 10 N
R 50
1.5 Zeigen Sie, dass für 1 2t t t gilt: iU 0
B konst.
Da sich die vom Magnetfeld durchsetzte Fläche A der Spule für 1 2t t t nicht ändert
ist auch A konst.
Somit ist auch i iAB konst. 0 U N 0
1.6 Zeigen Sie, dass für den magnetischen Fluss beim Herausziehen 2 3t t t der Spule
aus dem Magnetfeld gilt: (t) B b v t .
Berechnen Sie in diesem Fall den Wert der induzierten Spannung.
Beim Herausziehen der Leiterschleife bleibt die Kraftflussdichte B konstant. Die sich
im Magnetfeld befindendende und von der Leiterschleife eingeschlossene Fläche ändert
sich mit der Zeit t.
Zieht man die Leiterschleife um die Strecke s v t aus dem Feld, so gilt für die im
Feld verbleibende Fläche:
SchleifeA(t) A s b v t b v t
Für den Kraftfluss folgt:
i i i(t) A(t) B B b v t B v U N B v N B v
mi s
U 50 1,5T 0,1m 0,02 0,15V
1.7 Was folgt für die induzierte Spannung, wenn sich die Spule nun komplett außerhalb des
Magnetfeldes bewegt 3t t 8,0s
Da außerhalb des Magnetfeldes B 0 ist folgt: i0 0 U 0
1.8 Zeichnen Sie das t I Diagramm für die Spulenstromstärke ab dem Eindringen der
Spule in das Magnetfeld für die Zeitdauer von 8,0s .
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Für die Spulenstromstärke I gilt:
i iU N B vUR I I
I R R
10s t t : I 3,0mA
1 2t t t : I 0
2 3t t t : I 3,0mA
3t t 8,0s : I 0
2. Mit einem Dreiecksgenerator ist es möglich, die Stromstärke in einer lang gestreckten
Spule (120 Windungen, 50cm Länge) proportional zur Zeit ansteigen zu lassen. Nach
4,0s ist die Änderung der Stromstärke 0,80A . Im Inneren der langen Spule befindet
sich koaxial eine Induktionsspule (150 Windungen, 212cm Querschnittsfläche), die mit
einem Spannungsmesser verbunden ist.
Berechnen Sie den Betrag der an den Enden der Induktionsspule induzierten Spannung
A konst
i i i i iU N N AB N (AB AB) N A B
mit 0
NB(t) I(t) folgt:
i i 0 i 0 i 0
N N dI N IU N A I(t) N A N A
dt t
4 2 7 5Vsi Am
120 0,80AU 150 12 10 m 4 10 1,1 10 V
0,5m 4s
3. Das Magnetfeld einer lang gestreckten Spule hat die Flussdichte 3,1mT . In ihm befindet
sich eine Induktionsspule mit 100 Windungen und einer Fläche von 26,5cm .
Berechnen Sie die mittlere induzierte Spannung beim Ausschalten des
Feldspulenstromes, wenn die Achsen beider Spulen zusammenfallen und der
Ausschaltvorgang eine hundertstel Sekunde dauert.
I / mA
t / s
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n
0
A konst
i i i i i i i
B 0n 0 0 0
i i i i it 0
n 0 n n
34 2
i 2
dB BU N N AB N (A B A B) N A B N A N A
dt t
B B B BBU N A N A N A N A
t t t t t
3,1 10 TU 100 6,5 10 m 20mV
1,0 10 s
4.0 An die Enden einer lang gestreckten Feldspule (2600
Windungen, 1,0m Länge) wird eine Spannung
angelegt und so verändert, dass die Stromstärke I in
der Feldspule den zeitlichen Verlauf aus dem Bild
hat.
In der Feldspule liegt koaxial eine zweite Spule (100
Windungen, 220,25cm Querschnittsfläche).
4.1 An den Enden der zweiten Spule liegt ein „flinkes“ Spannungsmessgerät. Welchen
Spannungsverlauf zeigt es an?
Zeichnen Sie diesen für 0 t 6,0s .
A konst
i i i i iU N N AB N (AB AB) N A B
mit 0
NB(t) I(t) folgt:
n vi i 0 i 0 i 0 i 0
n v
I IN N dI N I NU N A I(t) N A N A N A
dt t t t
1. Bereich: 0 t 3s 3
4 2 7 5Vsi Am
2600 50 10 A 0U 100 20,25 10 m 4 10 1,1 10 V
1,0m 3s 0
2. Bereich: 3s t 5s
Da v nI I ist iI(t) 0 U 0
3. Bereich: 5s t 6s 3
4 2 7 5Vsi Am
2600 0 50 10 AU 100 20,25 10 m 4 10 3,3 10 V
1,0m 6s 5s
I in mA
t in s
5
iU in 10 V
t in s
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4.2 Wie ändert sich der Spannungsverlauf, wenn die zweite Spule 150 Windungen und 213,5cm Querschnittsfläche hat?
1. Bereich: 0 t 3s 3
4 2 7 5Vsi Am
2600 50 10 A 0U 150 13,5 10 m 4 10 1,1 10 V
1,0m 3s 0
2. Bereich: 3s t 5s
Da v nI I ist iI(t) 0 U 0
3. Bereich: 5s t 6s 3
4 2 7 5Vsi Am
2600 0 50 10 AU 150 13,5 10 m 4 10 3,3 10 V
1,0m 6s 5s
Insgesamt: Da die Anzahl der Wicklungen 32
des alten Wertes beträgt und die Fläche 23
des alten Wertes, ändert sich die induzierte Spannung nicht.
5.0 Gegeben ist der zeitliche Verlauf der Stromstärke durch eine Feldspule mit der
Windungsdichte 1m
30.000 . In der Feldspule ist achsenparallel eine Induktionsspule mit
8,0cm Durchmesser und 1200 Windungen ruhend angeordnet.
5.1 Zeichne qualitativ in das vorliegende t-I-Diagramm den zeitlichen Verlauf der in der
Induktionsspule erzeugten Induktionsspannung ein.
Es gilt: Fo
F
NB I
Find i i i i 0
F
k ( konst.)
NU N N (A B A B) N A B N A I k I
Parabeläste 0I(t) I cos t
t in s
I in A t I Diagramm
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5.2 Berechne die Induktionsspannung im Zeitintervall 0 t 0,2s .
F F Find i 0 i 0 i 0
F F F
2 7 Vs 1ind Am m
N N NdI IU N A I N A N A
dt t
4,0AU 1200 0,04m 4 10 30000 4,5V
0,2s
Lk 1997/I
3.0 Ein Zeiger aus Metall dreht sich mit konstanter
Winkelgeschwindigkeit um M (vgl. Skizze). Seine Spitze S
gleitet auf einem Metallring mit dem Radius R. Zwischen der
Metallachse des Zeigers und dem Ring ist ein
Spannungsmessgerät geschaltet. Ein homogenes Magnetfeld
mit der Flussdichte B, das senkrecht zur Ringebene gerichtet
ist, durchflutet den ganzen Ring.
3.1 Berechen Sie die Fläche A , die der Zeiger bei einer
Drehung um den Winkel überstreicht, und mit Hilfe des
Induktionsgesetzes die dabei zwischen M und S induzierte Spannung.
I in A t I Diagramm
t in s
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Für die Fläche A , die der Zeiger bei einer Drehung um den Winkel (im
Bogenmaß) überstreicht gilt:
2 2 21 12 2
AA R R t R
2 t
Für den magnetischen Fluss gilt dann: B konst.
212
dA AAB A B A B A B B B R B
dt t
Nach dem Induktionsgesetz folgt: iN 1
21i i 2
U N R B
3.2 Berechen Sie die Lorentzkraft auf ein Elektron im rotierenden Zeiger, das sich im
Abstand r von M befindet.
Welche Arbeit wird von der Lorentzkraft verrichtet, wenn sie ein Elektron von M nach S
bewegt? Berechnen Sie unter Verwendung dieser Arbeit den Betrag der zwischen M und
S induzierten Spannung.
Da das Elektron um M mit dem Radius r und der Winkelgeschwindigkeit rotiert, gilt:
vv r
r
Somit folgt für die Lorentzkraft: LF evB e rB R R
R2 21 1
L L 2 200 0
W F dr e Brdr e B r e BR
2L 1i 2
WU BR
e (Stimmt vom Betrag her mit dem Ergebnis aus Aufgabe 3.1 überein.)
Lk 1999/I
3.0 Eine Spule mit quadratischen Querschnitt Kantenlänge a 5,0cm
besitzt die Windungszahl N 10 . Sie hängt an einer Feder und
taucht zur Hälfte in ein nur nach oben begrenztes homogenes
Magnetfeld der Flussdichte B 0,10T ein. Befindet sich dieses
Federpendel in der Ruhelage, so verläuft die Obergrenze des
Magnetfeldbereichs durch die Spulenmitte. Die Feldlinien des
Magnetfeldes stehen senkrecht auf der Zeichenebene, die
Spulenachse ist immer parallel zu den Feldlinien.
3.1 Die Spule wird um 2,5cm angehoben und zum Zeitpunkt t 0s
losgelassen. Sie vollführt danach annähernd eine ungedämpfte
harmonische Schwingung mit der Periodendauer T 0,62s . Geben Sie die zugehörige
Zeit-Ort-Funktion y(t) der Spulenmitte an und berechnen Sie den maximalen
Geschwindigkeitsbetrag maxv .
Bestimmen Sie den zeitlichen Verlauf der Induktionsspannung indU (t) zwischen den
Enden der Spule und geben Sie den maximalen Spannungswert an.
3.2 Die Spule wird zu Beginn um mehr als 2,5cm angehoben; sie schwingt deshalb mit
einer Amplitude A 2,5cm . Skizzieren Sie qualitativ den zeitlichen Verlauf der
Induktionsspannung für t 0; T .
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3.3 Die Enden der Spulen werden nun kurzgeschlossen und es wird das gleiche Experiment
wie in Teilaufgabe 3.1 durchgeführt. Beschreiben Sie die Bewegung der Spule und
begründen Sie Ihre Antwort qualitativ.
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1998/III
2.0 Eine rechteckige Leiterschleife (Seitenlänge ) befindet
sich zum Zeitpunkt t 0s teilweise (Eintauchtiefe 0b )
in einem scharf begrenzten, homogenen, zeitlich
konstanten Magnetfeld der Flussdichte B . Sie wird mit
der konstanten Geschwindigkeit v aus dieser
Anfangsstellung (siehe Skizze) nach rechts
( v B , v ) herausgezogen; dabei wird mit dem
Voltmeter die Induktionsspannung gemessen. Der Betrag dieser Spannung wird mit U
bezeichnet. Zum Zeitpunkt 1t verlässt die Leiterschleife das Magnetfeld. Im Folgenden
ist mechanische Reibung zu vernachlässigen.
2.1.0 Der magnetisch Fluss, der zum Zeitpunkt t die Leiterschleife durchsetzt, wird mit (t)
bezeichnet.
2.1.1 Zeigen Sie, dass gilt: 0(t) B b v t , wobei 10s t t .
Beim Herausziehen der Leiterschleife bleibt die Kraftflussdichte B konstant. Die sich
im Magnetfeld befindendende und von der Leiterschleife eingeschlossene Fläche ändert
sich mit der Zeit t.
Zieht man die Leiterschleife um die Strecke s v t aus dem Feld, so gilt für die im
Feld verbleibende Fläche:
0 0 0A(t) A s b v t b v t
Für den Kraftfluss folgt:
0(t) A(t) B B b v t
2.1.2 Bestätigen Sie ausgehend vom Induktionsgesetz und der Funktion (t) aus 2.1.1, dass
für die Spannung gilt: U B v .
mit 0(t) B b v t (t) B ( v) B v
iN 1
i iU (t) N (t) B ( v) B v
2.2.0 In einem Messversuch wird die Abhängigkeit der Spannung U vom Betrag der
Geschwindigkeit v überprüft. Für 4,0cm ergibt sich folgende Messreihe:
Versuch Nr. 1 2 3 4
Geschwindigkeit v in cms
10 15 25 40
Spannung U in mV 0,18 0,28 0,44 0,73
2.2.1 Zeigen Sie durch grafische Auswertung der Messreihe, dass die Gleichung U k v
gilt, wobei k eine Konstante ist.
cms
Massstab :5,0 1cm; 0,10mV 1cm
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Im Rahmen der Mess- und Zeichengenauigkeit liegen die Punkte auf einer
Ursprungshalbgeraden U v bzw. U k v k konst.
2.2.2 Ermitteln Sie aus dem Diagramm die Konstante k und berechnen Sie daraus den Betrag
der magnetischen Flussdichte B .
Es gilt: 3
3 Vsm2 m
s
U 0,55 10 Vk 1,8 10
v 30 10
Mit U k v und iU B v folgt: 3 Vs
m
2
1,8 10kk v B v B 45mT
4,0 10 m
2.3.0 Das Voltmeter wird nun entfernt und durch einen Widerstand ersetzt. Die geschlossene
Leiterschleife besitzt nun einen Gesamtwiderstand R. Sie wird wiederum, wie in 2.0
beschrieben, aus dem Magnetfeld herausgezogen, dabei fließt in der Leiterschleife der
Induktionsstrom I.
2.3.1 Erklären Sie anhand einer beschrifteten Skizze, welche die Orientierung der Flussdichte
B und der Geschwindigkeit v enthält, das Zustandekommen des Induktionsstroms I.
Tragen Sie in Ihre Skizze den Umlaufsinn des Induktionsstromes ein und begründen Sie
diesen.
Mit der Leiterschleife werden Elektronen mitbewegt. Da auf sie die Lorentzkraft
F e v B wirkt werden sie im Leiterstück zur Stelle Q transportiert. Zwischen P
und Q entsteht somit die Spannung iU B v . Somit wirkt das Leiterstück als
Spannungsquelle (P ist Pluspol, Q ist Minuspol), welche den Strom in der
cms
v in
U in mV
v
U
x x x x
x x x x
x x x x
x x x x
RB v
techn.I
I
P
Q
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eingezeichneten Richtung fließen lässt.
Die zu v parallelen Leiterstücke liefern keinen Beitrag.
2.3.2 Begründen Sie ohne Rechnung, dass zur Aufrechterhaltung der konstanten
Geschwindigkeit v eine konstante Zugkraft ZF auf die Leiterschleife wirken muss.
Auf ein stromdurchflossenes Leiterstück der Länge wirkt im Magnetfeld die Kraft
F I B .
Da 1 2F F heben sie sich in ihrer Gesamtwirkung auf.
Übrig bleibt die Kraft 3F , die entgegen der Bewegungsrichtung der Leiterschleife wirkt.
Um nun die Leiterschleife weiterhin mit konstanter Geschwindigkeit v bewegen zu
können muss eine Zugkraft Z 3F F aufgebracht werden (die Summe aller wirkenden
Kräfte muss Null sein).
Also gilt: Z ZF I B F I B konst. da I, , B kons tan t sin d
2.3.3 Zeigen Sie, durch allgemeine Herleitung, dass im Zeitintervall 10s; t für den Betrag
der Zugkraft ZF gilt:
2
Z
B vF
R
Es gilt nach 2.3.2:
22.1.2
iZ
B vU B vF I B B B
R R R
x x x x
x x x x
x x x x
x x x x
R
B
v
P
Q
1F
2F
3F
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Erzeugung sinusförmiger Wechselspannungen (Induktionsspannungen)
Eine rechteckige Spule mit iN Windungen und der
Fläche 0A (siehe Skizze) wird mit der
Winkelgeschwindigkeit 2T im homogenen
Magnetfeld der Kraftflussdichte B gedreht. Zum
Zeitpunkt t 0s sind Flächennormale der Spule und
Feldlinien zueinander parallel.
a) Berechnen Sie aus den gegebenen Größen die
induzierte Spannung indU (t) .
Für die wirksame Spulenfläche gilt: 0 0
0 0 0A(t) A cos t A cos t
B A (Flächennormale) dann gilt: 0 0 ( B steht senkrecht auf Spulenfläche)
B A (Flächennormale) dann gilt: 0 2 ( B liegt in der Spulenfläche)
Ist B konst. , dann folgt für den magnetischen Fluss:
0 0AB A B cos t A B sin t
Für die induzierte Spannung gilt dann:
2 2i i i 0 i 0 T T
U (t) N N A B sin t N A B sin t
b) Zu welchen Zeitpunkten beträgt die induzierte Spannung 0V ? (Drücken Sie diese Zeiten
durch T aus.)
2 2 1i n 0T T 2
U (t) 0 sin t 0 t n t nT n IN
c) Zu welchen Zeitpunkten ist der Betrag der induzierten Spannung maximal? (Drücken Sie
diese Zeiten durch T aus.)
2 2i i 0 T T
U (t) N A B sin t ist maximal max
2i i 0 T
U N A B , wenn:
2 2 1 1n 0T T 2 2 4
sin t 1 t 2n 1 t n T n IN
d) Berechnen Sie den Maximalwert 0U der induzierten Spannung.
max
2i i 0 0T
U N A B U
e) Berechnen Sie den Winkel zwischen der Spulenachse und den Feldlinien des
Magnetfeldes, wenn die Momentanspannung gleich dem halben Maximalwert ist?
max
2 21 1 1i i 0 i i 0T 2 2 T 2
U (t) N A B sin t U N A B sin t 30
f) Welche Spannung wird zum Zeitpunkt 45
t T induziert?
max
2 84 4i i 0 i 0 i 0 i5 T 5 5
U ( T) N A B sin T N A B sin 0,951N A B 0,951U
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g) Wie ändert sich der Scheitelwert der induzierten Spannung, wenn die Frequenz
verdreifacht wird?
maxi i 0 i 0U N A B N A B 2 f
Verdreifacht man die Frequenz f, so verdreifacht sich auch der Scheitelwert der induzierten
Spannung.
h) Welcher Schleifring stellt in der Skizze den Pluspol dar?
Der hintere Schleifring stellt den Pluspol dar!
Beantworten Sie obige Fragen für den Fall, dass zum Zeitpunkt t 0s die Spulenachse um
30° gegen die Feldlinien geneigt ist.
Für die Phasenverschiebung gilt: 0 6
Durch geeignete Gestaltung der Abgriffe an den
Spulenenden (Kollektor) kann man einen
sogenannten pulsierenden Gleichstrom erzeugen:
Für die elektrische Arbeit, die in der Zeit T im
Wechselstromkreis verrichtet wird, gilt:
W T
o 0
T T
0 0
T2
0
0
T220
0
T2
0 12
0
2T0 1
2 0
2
0
dWW(t) P(t) U(t) I(t) U(t) I(t)
dt
dW U(t) I(t) dt dW U(t) I(t)dt
U(t)W U(t) I(t)dt U(t) dt
R
1U sin( t) dt
R
Usin ( t)dt
R
U1 cos(2 t) dt
R
Ut sin(2 t)
2R
U
2
041 12 T 2
UT sin( T) 0 sin(0) T
2R 2R
In einem Gleichstromkreis wird in der Zeit T dagegen die elektrische Arbeit
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2UW U I T T
R
verrichtet.
Wird nun in beiden Kreisen (Wechselstromkreis und Gleichstromkreis) die gleiche Arbeit
verrichtet, so gilt: 22
0
22 0
0eff
UUT T
R 2R
UU
2
UU
2
Man bezeichnet effU als Effektivwert einer Wechselspannung mit dem Scheitelwert 0U .
Analog gilt:
0eff
II
2
Ein Wechselstrom mit dem Effektivwert effI verrichtet in der Zeit T die gleiche Stromarbeit
wie ein Gleichstrom mit der Stromstärke 0I .
6.0 Eine Feldspule erzeugt eine magnetische Flussdichte von 10mT . In ihr ist eine
quadratische Induktionsspule mit 500 Windungen und einer Seitenlänge von a 5,0cm
drehbar angeordnet. Sie rotiert mit konstanter Winkelgeschwindigkeit. Die
Rotationsachse der Induktionsspule ist dabei senkrecht zu den magnetischen Feldlinien
der Feldspule angeordnet. Zum Zeitpunkt 0t 0s steht der Flächenvektor der
Induktionsspule senkrecht zu den Feldlinien der Feldspule.
6.1 Leite eine Formel für den zeitlichen Verlauf der Induktionsspannung aus den in 6.0
angeführten Größen her.
Es gilt: 2 2
0 0 2A(t) A cos t a cos t a sin t
2 2t A t B a B sin t t a B cos t
imax
2
i i i
U
U (t) N t N a B cos t
6.2 Berechne die erforderliche Frequenz der Induktionsspule damit eine Effektivspannung
von 40V erzielt wird.
2 2
imax effi ieff 2
i
2
2
U 2 UN a B N a B 2 fU f
N a B 22 2 2
2 40Vf 7,2 10 Hz
500 0,05m 0,01T 2
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Der Erdinduktor
Der Erdinduktor dient zur Bestimmung der magnetischen
Flussdichte des Erdmagnetfeldes.
Um die Richtung der magnetischen Feldlinien auf der Erde zu
bestimmen benützt man eine Magnetnadel (Bild 1), mit der man
zunächst die N-S-Richtung ermittelt. Dann kann diese Magnetnadel
in die Vertikalebene gedreht werden. Sie ist dann drehbar um eine
horizontale Achse, sodass sie den Winkel anzeigt, unter dem die
Feldlinien gegen die Horizontale geneigt sind. Dieser Winkel wird
Inklinationswinkel genannt; er beträgt in München 64°.
Die Messung der magnetischen Flussdichte wird mit einem
Erdinduktor (Bild 2) durchgeführt, dessen drehbar gelagerte flache
Spule 1250 Windungen und eine Spulenfläche von 20,093m hat.
Nachdem die Spule ausgerichtet und in Rotation versetzt wurde,
wird eine Speicheroszilloskopaufnahme gemacht.
a) In welche Himmelsrichtung ist die Rotationsachse des
Erdinduktors zu orientieren, damit bei Drehung der Spule die
magnetische Flussdichte B des Erdmagnetfeldes bestimmt wird?
b) Bei welcher Spulenstellung wird die Scheitelspannung erreicht?
c) Berechnen Sie allgemein die magnetische Flussdichte des
magnetischen Erdmagnetfeldes.
d) Berechnen Sie die Horizontal- und die Vertikalkomponente der
magnetischen Flussdichte.
Bild1
Bild 2