Versuche 12

InduktionVersuch 1 – Induktion - GrundversucheVoltmeter 1 mV = Voltmeter 300 mV =Drehspulinstrument (alt)auf V einstellenSpuleN = 250/500SpuleKabel mit mehr oderweniger WindungenInduzierte Spannung abhängig von:Anzahl der Windungen NStärke des Magnetfeldes B (1 oder 2 Stabmagnete)Relativgeschwindigkeit v Leiter - Magnetfeld(d. h. Stabmagnete werden langsam / schnell bewegt)

InduktionVersuch 2 – InduktionsspannungVoltmeter 1 mV =LeiterschaukelschwingtvBU indproportional v:Hufeisenmagnet schnell / langsam bewegenoderLeiterschaukel schnell / langsam bewegenU indproportional B:1 / 2 HufeisenmagneteDie Induktionsspannung U indist proportional zur Geschwindigkeit v des Leiters relativ zum Magnetfeld,proportional zur magnetischen Feldstärke B und proportional zur Windungszahl N der Spule.U ind~ N · v · B

InduktionVersuch 4 – InduktionsspannungSchülerversuchstrafoVoltmeter 1 mV =300 mV =Graues Amperemeter1 mA =oder0 .. 20 V=max. 6 ASpule 1: N = 500EisenkernN = 500Schnelles Aufdrehen schnelle Änderungvon B in Spule 1 U indgroßLangsames Aufdrehen U indkleinAbdrehen Ausschlag in andere Richtung(U indändert Vorzeichen)N = 250 U indkleiner U indprop. NDie Induktionsspannung U indWindungszahl N.ist proportional zur Änderung der magnetischen Feldstärke B und zurU ind∆B≈ N ⋅∆t

InduktionVersuch 5 – WaltenhofenschesPendelMassive Scheibe AbbremsungScheibeKlemmeGeschlitzte Scheibe keine AbbremsungE1 cmEAN = 500 N = 500ASchülerversuchstrafo10 V= einstellen0 .. 20 V=max. 6 ABei der Bewegung in das bzw. aus dem Magnetfeld ändert sich der magnetische Fluss, welcher dieScheibe durchsetzt. Dadurch werden in der Scheibe Kreisströme (Wirbelströme) induziert. Die Strömesind nach der Lenzschen Regel so gerichtet, dass sie ihrer Ursache – also der Pendelbewegung –entgegenwirken. Die induzierten Kreisströme erzeugen ein Magnetfeld, das beim Hineinpendeln demäußeren Magnetfeld entgegenwirkt und beim Herauspendeln das äußere Magnetfeld verstärkt. Dadurchwird das Pendel abgebremst.

InduktionVersuch 6 – Lenzsche RegelAluminiumring – an dünnemFaden aufgehängtRing weicht in gleiche Richtung wieBewegung der Magnete aus.Lenzsche Regel: Wird der magnetische Fluss im Aluminiumring geändert, so wird eine Spannunginduziert, es fließt Induktionsstrom. Die Induktionsspannung bzw. der Induktionsstrom sind sogerichtet, dass sie der Ursache des Induktionsvorganges entgegenwirken. Das Magnetfeld desInduktionsstromes ist dem Magnetfeld der bewegten Stabmagnete entgegengerichtet. DerAluminiumring weicht daher in die gleiche Richtung aus, in die die Magnete bewegt werden.

InduktionVersuch 7a – SelbstinduktionGeschlossener EisenkernErregerspule N = 1000 Induktionsspule N = 1000AEEAGlimmlampeSchalterBatterie 4,5 VSchalter schließen und kurz geschlossen lassen.Beim Öffnen des Schalters leuchtet die Glimmlampe auf.Beim Schließen des Schalters wird in der Erreger- und über den geschlossenen Eisenkern auch in derInduktionsspule ein Magnetfeld aufgebaut. Beim Öffnen des Schalters bricht das Magnetfeldzusammen. Die Änderung des magnetischen Flusses durch die Induktionsspule ist dabei so groß, dassdie induzierte Spannung die Zündspannung (100 V) übersteigt.

InduktionVersuch 7b – SelbstinduktionGeschlossener EisenkernErregerspule N = 250 Induktionsspule N = 1000AEKlingelEAGlimmlampeSchalterBatterie 4,5 VDie Klingel unterbricht den Stromkreis kontinuierlich. Die Glimmlampe leuchtet daher ständig.

InduktionVersuch 8 – SelbstinduktionGeschlossener EisenkernErregerspule N = 1000EAGlimmlampeSchalter schließen und kurz geschlossen lassen.Beim Öffnen des Schalters leuchtet die Glimmlampe auf.Batterie 4,5 VSchalterDas sich verändernde Magnetfeld induziert auch in der Erregerspule eine Induktionsspannung =Selbstinduktion.Selbstinduktion ist die induktive Rückwirkung eines veränderlichen Stromes auf den eigenen Leiterkreis.Entsprechend der Lenzschen Regel ist die Selbstinduktionsspannung so gerichtet, dass sie demfelderzeugenden Strom entgegengesetzt ist.

InduktionVersuch 9 – Induktivität einer SpuleGlühlämpchen2Im induktiv belasteten Stromkreis ist der Stromgegenüber der Spannung verzögert.Geschlossener Eisenkern21ASpule N = 1000E1Kein Netzgerät verwenden !123SchalterBatterie 4,5 VSchiebewiderstand 55 Ω -1A1) Schaltkreis - unteres Lämpchen und Spule in Serie geschaltet: Beim Schließen des Schalters leuchtetdas Lämpchen verzögert auf.1) und 2) Beim Einschalten des Stromes leuchtet das obere Lämpchen (parallel zur Spule) sofort auf, dasuntere (in Serie mit Spule) verzögert.1) und 2) und 3) Beide Lämpchen werden mit dem Schiebewiderstand gleich hell eingestellt.Beim Einschalten des Stromes leuchtet das obere Lämpchen sofort auf, das untere verzögert.

InduktionVersuch 10 – Thomsonsche Kanone (Lenzsche Regel)AluminiumringNetzspannung 230 V ~Spule N = 1000mit EisenkernIm Aluminiumring kommt es zu einer raschen Änderung der magnetischen Induktion (Wechselstrom mit50 Hz) und damit zu starken Wirbelströmen. Diese sind den felderzeugenden Strömen entgegengesetzt. Dasmagnetische Feld der Wirbelströme ist so stark, dass der Ring abgestoßen wird.Ring mit Spalt keine Abstoßung.