Ph 12

Versuche

Induktion durch Flussänderung

Versuchsziel:
Es soll gezeigt werden, dass eine Induktionsspannung auch ohne Bewegung eines Leiters auftreten kann. Hierzu wird das Magnetfeld der Feldspule zeitlich verändert.

 

Versuchsaufbau:
Eine Feldspule wird mit einer steuerbaren Stromquelle betrieben, die dafür sorgt, dass der Strom in der Feldspule zeitlich linear ansteigt und abfällt. Der Stromverlauf wird mit einem Strommesser dargestellt.
In der Feldspule befindet sich wie skizziert eine Induktionsspule. Die in dieser Spule entstehende Induktionsspannung wird mit einem mV-Messgerät nachgewiesen.

 

Stromverlauf in der Feldspule:

Versuchsdurchführung und Ergebnis:

a) Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Ui und dB/dt und Ai:

1. Versuch:
Es wird die Zeit T, in welcher der Strom in der Feldspule von Null auf seinen Maximalwert (If,max) ansteigt, variiert:
Spulendaten: Querschnittsfläche Ai = 14 cm2; Windungszahl Ni = 2000
Maximaler Feldstrom If,max= 6,0 A

T in s
25,5
16,5
6,2
3,5
3,0
2,4
Ui in V
0,18
0,27
0,74
1,3
1,5
1,9

Während des zeitlich linearen Stromanstiegs stellt sich jeweils ein konstanter Wert der Induktionsspannung ein.

 

2. Versuch:
In einem zweiten Versuch wird die erste Induktionsspule gegen eine zweite mit doppelter Querschnittsfläche und gleicher Windungszahl ausgetauscht:
Spulendaten: Querschnittsfläche Ai = 28cm2; Windungszahl Ni = 2000
Maximaler Feldstrom If,max= 6,0 A

T in s
24,3
10,2
5,9
3,5
2,7
2,4
Ui in V
0,39
0,93
1,6
2,7
3,5
3,9

Während des zeitlich linearen Stromanstiegs stellt sich jeweils ein konstanter Wert der Induktionsspannung ein.

1. Aufgabe:
Welche Schlussfolgerungen kann man aus diesen beiden Versuchen ziehen?
Stellen Sie ihre Überlegungen - auch unter Benutzung einer Grafik - sauber dar .