Versuche zu Magnetismus (3) 03.02.2009, 09:26

Magnetismus, Vorschaubild

Die Spannungserzeugung durch Induktion geschieht durch Bewegung eines Leiters in einem Magnetfeld. Dieses Prinzip wird beispielsweise in einem Generator angewendet: Durch das Drehen des Rotors in einem Magnetfeld entsteht eine Wechselspannung.

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2. Ausbildungsjahr

 

Elektromagnetismus und Induktion

Induktion

Unter elektromagnetischer Induktion (kurz: Induktion) versteht man die Erzeugung einer elektrischen Spannung in einer  Spule durch die Änderung des magnetischen Feldes. Dieses Phänomen hat 1831 der Franzose Michael Faraday entdeckt.
Man unterscheidet die Induktion der Bewegung von der Induktion der Ruhe.

Induktion der Ruhe (Transformatorprinzip)
Die Induktion der Ruhe ist ein Vorgang, bei dem sich die Spule (Leiter) und das Magnetfeld nicht verändern. Stattdessen wird im Magnetfeld der magnetische Fluss durch Anlegen einer Wechselspannung verändert. Dabei wird in der Spule eine Spannung induziert (= erzeugt). Das Prinzip der Induktion der Ruhe wird auch als »Transformatorprinzip« bezeichnet.

Induktion der Bewegung (Generatorprinzip)
Die Spannungserzeugung durch Induktion der Bewegung geschieht durch Bewegung eines Leiters in einem Magnetfeld. Dieses Prinzip wird beispielsweise in einem Generator angewendet: Durch das Drehen eines Rotors in einem Magnetfeld entsteht eine Wechselspannung. Die Richtung der Spannung hängt von der Bewegungsrichtung und der Magnetfeldrichtung ab. 

Versuch 9
Wir schieben auf einen U-förmigen Weicheisenkern eine Spule. An diese wird ein Amperemeter angeschlossen. Beim Auf- und Abbewegen des Magneten entsteht in der Spule eine Spannung, die einen Strom (= Induktionsstrom) fließen lässt, wie der Ausschlag des Messgerätezeigers beweist.

Versuch 10
Anstelle des Amperemeters schließen wir ein Oszilloskop an. Der Induktionsstrom erweist sich als mehr oder weniger schön sinusförmig ausgebildeter Wechselstrom.

Das HIn- und Herschieben eines Magnets vor einer Spule erzeugt einen Induktionsstrom

Spulenstrom_ausschalten_440.png

Im Versuch 11 wollen wir die (schädliche) Spannungsspitze nachweisen, die beim Öffnen von Schaltern entsteht.
a) Wir bauen die in Skizze 11 a) dargestellte Schaltung auf. Bei geöffnetem Schalter zeigt das Oszilloskop die angelegte Spannung, z. B. 12 V an. Wird der Schalter geschlossen, fällt die Spannung auf 0 V ab.

b) Beim Öffnen des Schalters schießt eine so hohe Spannungskurve über den Bildschirm, dass man die Anzeigeeinstellung in diesem Fall auf wenigstens 100 V regulieren muss, wenn man im 2. Versuch die Spannungsspitze in ihrer ganzen Größe sehen will.

c) Wir schließen eine gegen die Ursprungsspannung gerichtete Löschdiode an. Beim Öffnen des Schalters zeigt sich auf dem Bildschirm eine nur noch geringfügig über 12 V liegende Spannung, bevor sie auf 12 V abfällt.

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