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Induktion und Wechselstrom 1. Induktion

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7. Mai 2012 120506Ph4-12<strong>Induktion</strong>-<strong>Wechselstrom</strong>.TEX<br />

<strong>1.</strong>4. <strong>Induktion</strong> im ruhenden Leiter<br />

Wird das B-Feld im ruhenden Drahtrahmen verändert, so entsteht in ihm ebenfalls eine<br />

<strong>Induktion</strong>sspannung. Sie kann aber nicht mehr mit der Lorentzkraft erklärt werden.<br />

Betrachtet man den magnetischen Fluss Φ = B As, so erkennt man, dass dieser geändert<br />

wird, wenn As oder B geändert wird.<br />

Gilt wieder U ind = n ∆Φ<br />

∆t bzw. U ind = n ˙Φ?<br />

Wenn As konstant ist <strong>und</strong> sich dafür die Flussdichte B ändert, müsste gelten: U ind =<br />

n ∆Φ<br />

∆t<br />

Versuch<br />

= n∆(BAs)<br />

∆t<br />

ABB. 7<br />

= n As<br />

∆B<br />

∆t<br />

Geräte:<br />

• NEVA Netzgerät mit elektrischer Stoppuhr<br />

• Hochohmige NEVA-Zylinderspule (Nr. 6533)<br />

mit 16 000 Windungen, Länge 0,48 m<br />

• Kroencke Mikrovoltverstärker (Einstellung<br />

6 mV) mit Stromversorgung übers Netz.<br />

• NEVA <strong>Induktion</strong>sspulen 4,5x4,5 cm 2 <strong>und</strong><br />

4,5x1,5 cm 2<br />

ABB. 8 ABB. 9<br />

Mit dem Netzgerät wird der Erregerstrom Ierr proportional mit der Zeit erhöht (Ierr ∼<br />

nerr<br />

t). Weil B = µ0 Ierr ist, gilt somit auch B ∼ t. Das Anstiegstempo<br />

lerr<br />

∆B<br />

∆t<br />

der Flussdichte<br />

B ist damit konstant. Die Feldspule (vgl. Abb. ??) wird mit nerr = 16000 Windungen<br />

beschaltet. In der <strong>Induktion</strong>sspule entsteht während des Stromanstiegs eine konstante<br />

Spannung U ind.<br />

<strong>1.</strong> As = 4,5x4,5 cm 2 ; n = 100; stelle das Anstiegstempo des Ierr so ein, dass U ind =<br />

0,05 mV ist. Für ∆Ierr = 50 mA ist ∆t ≈ 8,9 s<br />

4

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