Elektrizitätslehre

Elektromagnetische Induktion

Elektromagnetische Induktion

  • Wie funktioniert ein Elektromotor?
  • Wie erzeugt ein Dynamo elektrischen Strom?
  • Was bewirkt eine Spule?

Trans-Alaska-Pipeline (Abitur BY 2013 Ph11 A1-3c))

Aufgabe

Die Intensität des von der Sonne emittierten Stroms geladener Teilchen ist manchmal besonders groß und verursacht Schwankungen des Erdmagnetfelds. Spiegel Online berichtete am 10.08.2006 über die Trans-Alaska-Pipeline: "Sonnenstürme setzen Pipeline unter Strom".

Begründen Sie kurz das Entstehen der elektrischen Ströme in der Pipeline.

Beschreiben Sie unter Zuhilfenahme einer Skizze einen Versuch, mit dem das zugrunde liegende Phänomen im Labor demonstriert werden kann.

 

Lösung

Hinweis: Bei dieser Lösung von LEIFIphysik handelt es sich nicht um den amtlichen Lösungsvorschlag des bayr. Kultusministeriums.

Aufgrund der Schwankungen des erdmagnetischen Feldes wurden in der Pipeline (Spule mit N = 1) elektrische Ströme induziert.

1. Möglichkeit: (qualitativer Versuch)

Bewegt man einen Permanentmagneten auf die Spule mit genügend hoher Windungszahl zu (bzw. weg), erreicht man in der Spule eine Magnetfeldänderung. Das an die Spule angeschlossene Strommessgerät zeigt während der "Änderungsphasen" einen Ausschlag.

 

2. Möglichkeit: (quantitativer Versuch)

Das veränderliche Magnetfeld wird hier durch die Stromänderung in der Feldspule erzeugt. Dieses veränderliche Magnetfeld durchsetzt auch die Induktionsspule und bewirkt in dieser einen Induktionsstrom. Aufgrund der Daten der Feldspule und der ablesbaren Stromänderung in der Feldspule kann die Magnetfeldänderung bei diesem Versuch genau berechnet werden.

Hinweis: In der Abiturprüfung war nur die Darstellung einer Möglichkeit verlangt.