Elektrizitätslehre

Elektromagnetische Induktion

Spannungsstoß in der Induktionsspule

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

Spannungsstoß in der Induktionsspule

Aufbau

 

Lange Feldspule mit Stromversorgung (10A)

Satz von hintereinandergeschalteten Induktionsspulen mit unterschiedlicher Fläche und unterschiedlicher Windungszahl.

Spiegelgalvanometer

Wenn du daran interessiert bist, wie das Spiegelgalvanometer kalibriert wird, so kannst du dir hier die nötigen Informationen einblenden lassen.

Durchführungen und Beobachtungen

1. Unabhängigkeit von der Art des Einbringens

Durchführung: Man bringt ein und dieselbe Induktionsspule mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und unter unterschiedlichen Winkeln aus dem feldfreien Raum ins gleichbleibende Feld der Feldspule.

Beobachtung und Ergebnis: Der Stoßausschlag am Spiegelgalvanometer hängt nur von Anfangsstellung und Endstellung der Induktionsspule im Feld ab.

Wenn du daran interessiert bist, wie man dieses Phänomen theoretisch begründen kann, so kannst du dir hier die nötigen Informationen einblenden lassen.

2. Abhängigkeit von der Windungszahl

Durchführung: Man bringt - bei gleichbleibendem Magnetfeld - Induktionspulen mit gleicher Querschnittsfläche und unterschiedlicher Windungszahl vom Feldäußeren ins Feldinnere. Feldstrom I = 2,0A; Ai = 33 cm²

Beobachtung:

Ni 50 100 150
\( \int U \text{d}t \) in Skt 5,0 9,5 14,7

Ergebnis: \( \int U \text{d}t \sim N_i \)

3. Abhängigkeit von der Querschnittsfläche

Durchführung: Man bringt - bei gleichbleibendem Magnetfeld - Induktionspulen mit gleicher Windungszahl und unterschiedlicher Querschnittsfläche vom Feldäußeren ins Feldinnere. Feldstrom I = 2,0A; Ni = 100

Beobachtung:

Ai in cm² 23,5 33 43
\( \int U \text{d}t \) in Skt 6,8 9,5 12,5

Ergebnis: \( \int U \text{d}t \sim A_i \)

4. Abhängigkeit vom Magnetfeld (Feldstrom)

Durchführung: Man bringt - bei verschiedenem Feld (verschiedenem Feldstrom) - Induktionspulen mit gleicher Windungszahl und gleicher Querschnittsfläche vom Feldäußeren ins Feldinnere. Ni = 100; Ai = 33 cm²

Beobachtung:

IF in A 1,0 1,5 2,0 >3,0
\( \int U \text{d}t \) in Skt 4,8 7,1 9,5 14,5

Ergebnis: \( \int U \text{d}t \sim I_F \)

5. Einbringen ins Feld, Einschalten des Feldes, Drehen im Feld

Durchführung: a) Man bringt eine Induktionsspule ins Feld senkrecht zum Feld (90°-Stellung) und misst die Induktionsspannung.
b) Man dreht diese Induktionsspule im Feld aus der 90°-Stellung in die Parallelstellung und misst die Induktionsspannung.
c) Die Induktionsspule ist in 90°-Stellung in der Feldspule, der Feldstrom wird eingeschaltet, die Induktionsspannung gemessen.

Beobachtung und Ergebnis: Der Stoßausschlag am Spiegelgalvanometer ist immer derselbe, er hängt nur von der Änderung des magnetischen Flusses ΔΦ durch die Induktionsspule ab und nicht wie dieser zustande kam.

6. Ändern oder Einschalten des Feldes

Durchführung: Die Induktionsspule ist in 90°-Stellung in der Feldspule.
a) Ein Feldstrom von 1,0A wird eingeschaltet, die Induktionsspannung gemessen.
b) Der Feldstrom wir von 1,0A auf 2,0A erhöht und die Induktionsspannung gemessen.

Beobachtung und Ergebnis:Der Stoßausschlag am Spiegelgalvanometer ist jeweils gleich, er hängt nur von der Änderung des magnetischen Flusses ΔΦ durch die Induktionsspule und nicht vom Anfangswert dieses magnetischen Flusses Φ ab.

Druckversion