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Aufgabe

Berechnen von Induktionsspannungen

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

Berechnen Sie die induzierte Spannung \(U_\rm{i}\), wenn der magnetische Fluss die folgende funktionale Abhängigkeit besitzt:

a)\[\Phi (t) = {\Phi _0} + k \cdot t\quad \quad N = 1000\;;\;k = 5{,}0 \cdot {10^{ - 2}}\,\rm{V}\]

b)\[\Phi (t) = {\Phi _0} \cdot \sin \left( {\omega  \cdot t} \right)\quad \quad N = 1000\;;\;{\Phi _0} = 5{,}0 \cdot {10^{ - 2}}\,\rm{V}\cdot\rm{s};\;f = 50\,\rm{Hz}\]

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Induktionsgesetz in differentieller Form:\[{U_{ind}} =  - N \cdot \frac{{d\Phi }}{{dt}}\]

a)\[\begin{array}{l}{U_\rm{i}} =  - N \cdot \frac{{d\left( {{\Phi _0} + k \cdot t} \right)}}{{dt}} \Rightarrow {U_\rm{i}} =  - N \cdot k\\{U_\rm{i}} = - 1000 \cdot 5{,}0 \cdot 1{0^{ - 2}}\,\rm{V} \approx - 50\,\rm{V}\end{array}\]

b)\[\begin{array}{l}{U_\rm{i}} =  - N \cdot \frac{{d{\Phi _0} \cdot \sin \left( {\omega  \cdot t} \right)}}{{dt}} \Rightarrow {U_\rm{i}} =  - N \cdot {\Phi _0} \cdot \frac{{d \cdot \sin \left( {2 \cdot \pi  \cdot f \cdot t} \right)}}{{dt}}\\{U_\rm{i}} =  - N \cdot {\Phi _0} \cdot 2 \cdot \pi  \cdot f \cdot \cos \left( {2 \cdot \pi  \cdot f \cdot t} \right)\\{U_\rm{i}} =  - 1000 \cdot 5{,}0 \cdot 1{0^{ - 2}} \cdot 2 \cdot \pi  \cdot 50 \cdot \cos \left( {2 \cdot \pi  \cdot 50{\textstyle{1 \over \rm{s}}} \cdot t} \right)\,\rm{V} \approx  - 16 \cdot \cos \left( {314{\textstyle{1 \over \rm{s}}} \cdot t} \right)\,\rm{kV}\end{array}\]

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Elektromagnetische Induktion