In einem Katalog wird folgende Taschenlampe angeboten: Weltneuheit: Immer einsatzbereit. Kurze Zeit in Längsrichtung schütteln (siehe Abb. 1) reicht aus, und schon hat man Dauerlicht.
a)
Erkläre, warum durch das Schütteln eine elektrische Spannung erzeugt werden kann.
b)
Plane ein Experiment, mit dem die Erzeugung einer solchen Spannung demonstriert werden kann.
c)
Gib weitere Bauteile an, die außer Spule und Magnet noch zum Betrieb dieser Lampe notwendig sind.
Durch das Schütteln der Lampe wird eine Änderung des Magnetfeldes innerhalb der Spule hervorgerufen und dadurch eine Spannung induziert.
Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Skizze zur Lösung
b)
Man führt z.B. einen Dauermagneten in eine Spule und zieht in dann wieder aus dieser heraus. An die Spule ist ein empfindlicher Spannungsmesser (Gleichspannung) angeschlossen. Zeigt das Messgerät beim Hineinführen des Stabmagneten z.B. eine positive Spannung, so ist die Spannung beim Herausziehen des Magneten negativ.
c)
Für den fünfminütigen Dauerbetrieb ist ein Energiespeicher (Akkumulator oder Kondensator) notwendig. Dieser kann nur durch Gleichstrom geladen werden. Deshalb ist eine Gleichrichtung des Induktionsstroms z.B. mit einer Diode (oder besser Doppelweggleichrichtung) notwendig.
