r r B r Die magnetische Induktion Ein Strom erzeugt ein Magnetfeld. Kann ein Magnetfeld auch einen Strom erzeugen?

Transkript

1 Die magnetische nuktion Ein Stom ezeugt ein Magnetfe. Kann ein Magnetfe auch einen Stom ezeugen? Atagsbeobachtung: Wenn ein etzstecke gezogen wi entsteht manchma ein Funken. Ekäung: Das zusammenbechene Magnetfe ezeugt eine Spannung, ie ahingehen wikt, en Stom aufecht zu ehaten. Duch ein zeitich veäneiches Magnetfe wi eine Spannung (ein Stom) inuziet. De magnetische Fuss Zeegung e gesamten Fäche in keine Fächeneemente A. A B Magnetisches Fe am Ot von A ist B. Magnetische Fuss uch as Fächeneement Φ B A A :

2 Magnetische Fuss uch ie gesamte Hüfäche: Φ Φ B A Fäche Magnetische Fuss uch eine Spue mit Winungen: B A Fäche Die nuktionsspannung Beispie: eitescheife im Magnetfe Einheit: Wb (Webe) Wb Tm Änet sich e magnetische Fuss wi eine Spannung inuziet: in Φ t E inie Das uch nuktion ezeugte eektische Fe ist nicht konsevativ! Vegeich: Fü ein eektisches Fe eine uhenen aung git E. inie

3 sachen e Fuss Äneung: Die Stomstäke es Fe ezeugenen Stomes veänet sich. Pemanentmagnete können zu eitescheife hin oe von ih wegbewegt ween. Die eitescheife kann eativ zum Magnetfe bewegt ween. Die Oientieung e eitescheife im Magnetfe kann veänet ween. Die Fäche e eitescheife kann vaiiet ween. Die enzsche Rege Die nuktionsspannung un e Stom, en sie hevouft, sin stets so geichtet, ass sie ihe sache entgegenwiken. (Enegieehatung)

4 Beispiee: v B v B S S p mag v v S S S S einschaten: ausschaten: B zu B in B abb in + - zu in + - ab in

5 Die Sebstinuktion Schate schießen: Es fießt ein Stom uch ie Spue. n e Spue wi ein Magnetfe aufgebaut,.h. e magnetische Fuss nimmt zu. Dies inuziet in e Spue eine Gegenspannung. Schate öffnen: De Stom wi untebochen. Das Magnetfe in e Spue bicht zusammen,.h. e magnetische Fuss Φ / t nimmt ab un ist negativ. Dies inuziet in e Spue eine Spannung, ie en Stom in e uspüngichen Richtung weitefiesen ässt.

6 Biot-Savatsches Gesetz: B ~ Φ ~ Φ Faaaysches nuktionsgesetz: in Φ t in ( ) t in t Popotionaitätskonstante: nuktivität Einheit: H (Heny) Vs/A Beispie: nuktivität fü eine ange Spue inie a b Ampèesches Gesetz: B µ inie B inie Ba A: Queschnittsfäche e Spue Magnetfe sei im nneen e Spue homogen un im Außenaum u. a µ a B µ B µ a Φ Φ B A B A µ A µ A

7 nuktionsspannung uch Bewegung V v Das Magnetfe zeigt in ie Ebene hinein. Φ B A B A B x x Φ t B x t B v v enzsche Rege: Das uch en inuzieten Stom ezeugte Magnetfe zeigt aus e Ebene heaus. x

8 De Geneato n A B Magnetische Fuss uch ie Spue: Φ Spue mit Winungen: Φ B A cosθ Winke zum Zeitpunkt t: B A B A cos( B, n A ) B θ ( t) ωt + δ Φ B A cos( ω t + δ ) A cosθ in Φ t cos( ωt + δ ) B A t ω B sin( ω t + δ ) in A sin( ωt + δ )

9 Enegie un Enegieichte es magnetischen Fees R Maschenege: t R t R Batteieeistung eistung, ie as Jouesche Wäme po Zeiteinheit im Wiestan veoen geht. max max W t t W Beispie: ange Spue V B A W A max µ µ µ Enegieichte es Magnetfees: µ B V W w Vegeich: Enegieichte es eektischen Fees E w ε

10 Übung: C Zu Zeit t befinet sich ie aung Q auf em Konensato un e Schate wi geschossen. Was passiet? Wo steckt ie Enegie un in weche Fom? Anaogie zum Faen- oe Feepene?

11 Übung: Richtig oe Fasch?. Die Stomstäke in e esten Scheife nimmt mit e Zeit ab. De Stom in e zweiten Scheife fießt in ie geiche Richtung. De Stom in e zweiten Scheife fießt in ie entgegen gesetzte Richtung. Die Scheifen ziehen sich an. Die Scheifen stoßen sich ab.. Die Stomstäke in e esten Scheife nimmt mit e Zeit zu. De Stom in e zweiten Scheife fießt in ie geiche Richtung. De Stom in e zweiten Scheife fießt in ie entgegen gesetzte Richtung. Die Scheifen ziehen sich an. Die Scheifen stoßen sich ab.