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Ausblick

Schwingungsdämpfung durch Wirbelströme

Ein Spiegelgalvanomter ist ein sehr empfindliches Drehspulinstrument, bei dem die im Feld eines Hufeisenmagneten befindliche Drehspule zwischen zwei vertikal verlaufenden Drähten aufgehängt ist. Zum Nachweis der Spulendrehung verwendet man einen "Lichtzeiger" mit dem man einen auf den Draht geklebten Spiegel beleuchtet.

Dreht sich die Spule, so werden die Drähte verdrillt (dadurch entsteht ein rücktreibendes Moment) und der Spiegel und mit ihm der reflektierte Lichtstrahl werden gedreht.

 

Abb. 1 Dämpfung eines Spiegelgalvanometers durch Wirbelströme

Lenkt man die Spule durch kurzzeitiges Anlegen einer kleinen Spannung aus, so schwingt diese schwach gedämpft hin und her.

Schließt man dagegen während der Schwingung die Spule kurz, so kommt sie sehr schnell zum Stillstand.

Aufgabe

Erkläre, wie es im zweiten Fall zur starken Dämpfung des Galvanometers kommt.

Lösung

Ist der äußere Kreis geschlossen, so kann Strom fließen.

Da sich die Spule im Magnetfeld dreht, entsteht in ihr eine Induktionsspannung (erklärbar mit dem Induktionsgesetz oder mit Hilfe der LORENTZ-Kraft).

Der nun fließende Induktionsstrom ist - nach LENZ - so gerichtet, dass der die Ursache seiner Entstehung (Spulenschwingung) zu hemmen sucht.

Der Induktionsstrom wird also so fließen, dass die sich ausbildenden Magnetpole der Spule mit den Polen des Hufeisenmagneten so wechselwirken, dass es zur Abbremsung kommt.