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Aufgabe

Ziehen eines Eisenkerns aus einer Spule

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

In der nebenstehenden Schaltung wird der Schalter geschlossen. Dann wartet man, bis der stationäre Endzustand eingetreten ist, sich also die Stromstärke nicht mehr ändert. Nun zieht man bei geschlossenem Schalter den Eisenkern aus der Spule.

Welche für die Spule wesentliche Größe ändert sich damit? Begründen Sie das Verhalten des Messgerätes.

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Durch das Herausziehen des Eisenkerns verkleinert sich die Eigeninduktivität und das Magnetfeld der Spule. Aufgrund der Magnetfeldabnahme ergibt sich auch eine Abnahme des magnetischen Flusses \(\Phi\), d.h \(\frac{d \Phi}{d t} \) ist negativ. Aufgrund des Induktionsgesetzes entsteht bei dem Vorgang eine positive der Batteriespannung gleichgerichtete Induktionsspannung\[ U_i = - N_i \cdot \frac{d \Phi}{d t} \quad \Rightarrow \quad \text{da} \; \frac{d \Phi}{d t} < 0 \quad \Rightarrow \quad U_i > 0 \]Somit kommt es zu einem kurzzeitige Stromanstieg, der Ausschlag des Messgerätes wird kurzzeitig höher.