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Versuche

Induktion (Schülerversuch)

Versuchsziel

Durch qualitative Vorversuche soll die Induktion am bewegten und ruhenden Leiter untersucht werden.

Aufbau und Durchführung

Benötigte Materialien

  • 1 Netzgerät (0V - 12V) geregelt
  • 1 Spule (N = 500 Windungen)
  • 1 Spule (N = 2000 Windungen)
  • 1 Stabmagnet
  • 1 Phywe-Messgerät (Nullpunkt Mitte; Bereich 60mV_)
  • 1 Eisenkern
  • 4 Kabel

1. Bewegung des Permanentmagneten in Bezug zur Induktionsspule

Bewege den Permanentmagneten wie in der Skizze dargestellt (einmal schnell, einmal langsam) aus den 3 Richtungen auf die Spule (N = 2000) zu bzw. von ihr weg.

a)Von was hängen Betrag und Polarität der beobachteten Spannung ab? Beschreibe möglichst genau!

b)Kann die entstehende Induktionsspannung mit der Lorentzkraft erklärt werden?

2. Bewegung von Feldspule gegenüber Induktionsspule

Anstelle des Permanentmagneten wird ein Elektromagnet (Feldspule mit N = 500) verwendet. Die Feldspule wird mit einer Spannung von ca. 12 V_ aus dem geregelten Netzgerät versorgt.

Bewege nun die Feldspule (einmal mit, einmal ohne Eisenkern) so, wie in Aufgabe 1 auf die Induktionsspule zu.

a)Unterscheiden sich die Beobachtungen prinzipiell von den Beobachtungen bei Aufgabe 1?

b)Kann das Auftreten der Induktionsspannung mit der Lorentzkraft erklärt werden?

3. Feldspule ruht in Bezug auf die Induktionsspule

Nun bleiben die Feldspule und die Induktionsspule in Ruhe.

a)Was kann man über die Induktionsspannung aussagen, wenn die Spannung an der Feldspule konstant ist? Was macht der Eisenkern aus? Was ist zu beobachten, wenn man die Spulen in ihrer Lage festhält und den Eisenkern in ihnen bewegt?

b)Verändere langsam die Spannung am Netzgerät (Vergrößerung | Verkleinerung). Was lässt sich dabei über die Induktionsspannung aussagen? Betreibe die Feldspule einmal ohne und einmal mit Eisenkern.

c)Verändere die Spannung an der Feldspule rasch (z.B. durch Aus- bzw. Einschalten des Netzgerätes). Was lässt sich im Vergleich zu 3.b) beobachten?

d)Kann das Auftreten der Induktionsspannung in 3.b) und 3.c) mit Hilfe der Lorentzkraft erklärt werden?