Selbstinduktion. 1. Versuch: RSp. 2. Versuch: (a) Einschaltvorgang: Der Schalter S wird zum Zeitpunkt t o 0 geschlossen. R S p I R.

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1 elbsndukn Versuch: ule m geschlssenem Wechesenkern chalzechen für ene ule m geschlssenen Wechesenkern p p x G x G G und G snd zwe glecharge Glühlampen De hmschen Wdersände und snd glech grß Der chaler wrd geschlssen Dabe ha man de beden Glühlampen G und G m Blck Bebachung: Das Glühlämpchen G leuche sfr auf Das Glühlämpchen G leuche ewas späer auf (Be geöffneem Wechesenkern leuche G m gerngerer Verzögerung auf) Versuch: I I (a) Enschalvrgang: Der chaler wrd zum Zepunk 0 geschlssen Bebachungen: De annung bewrk m rmzweg m dem hmschen Wdersand sfr enen rm m der ärke I I De ärke I des rmes durch de ule errech nur allmählch hren Maxmalwer I I,max ule m geöffneem bzw hne Wechesenkern ule m geschlssenem Wechesenkern

2 Erklärung: nmelbar nach dem nlegen der annung an de ule seg de rmsärke I n der ule an Dadurch enseh n der ule en Magnefeld; der magnesche Fluss durch de ule wächs an Flglch wrd n der ule ene annung zuglech auch de Funkn der Induknsspule: elbsndukn Nach der enz schen egel wrk de elbsnduknsspannung hemm sm das nsegen der rmsärke nch sfr hren Maxmalwer I,max Für de bhänggke der rmsärke I vn der Ze gl: De (elbs-)induknsspannung zunmm Zum Zepunk 0 gl: I (0) 0 und (0) M der Ze geh der Berag der Induknsspannung n der ule nmm schleßlch den Wer nduzer Dabe übernmm de Feldspule der annung engegen und I n der ule Deshalb errech de rmsärke I I () () N () r nur s lange auf, we n der ule der magnesche Fluss,max I an auf den Wer 0 zurück; de rmsärke I Beache: De Induknsspannung bewrk, dass de rmsärke I nur allmählch anseg, beenrächg aber nch de Höhe des Maxmalweres I, max (b) usschalvrgang m parallel zur ule geschaleem hmschen Wdersand chalskzze: sehe kzze ben Der chaler wrd zu enem Zepunk, zu dem de rmsärke I beres hren Maxmalwer I, max errech ha, geöffne Bebachungen: Zum Zepunk fleß durch de ule en rm m der ärke I ( ) I,max b dem Zepunk snk de rmsärke I zunächs rasch und geh dann allmählch gegen null I Der rm durch den hmschen Wdersand änder zum Zepunk schlagarg sene chung; de rmsärke I nmm den Wer I () an b dem Zepunk geh der Berag der rmsärke I n glecher Wese we de rmsärke I auf null zurück I Erklärung: Nach dem Öffnen des chalers snd der hmsche Wdersand und de ule (Indukvä, hmscher Wdersand ) vn der Glechspannungsquelle m der annung gerenn Der magnesche Fluss durch de ule nmm ab Flglch enseh n der ule ene (elbs-) Induk-

3 nsspannung, de nach der enz schen egel den rm durch de ule aufrechzuerhalen such und dam hrer rsache (bnahme des magneschen Flusses durch de ule) engegenwrk Für den Zepunk gl: () ( ) I() m ( ) ( ) I( ) b dem Zepunk nmm de Induknsspannung expnenell ab Da der annung über den Wdersand en geschlssener rmkres zur Verfügung seh, kann se nch enen rm, dessen ärke ebenfalls m der Ze gegen null geh, durch de ule und den hmschen Wdersand reben Da de rmrchung durch de ule erhalen bleb, muss sch de rmrchung m Zweg m dem hmschen Wdersand zum Zepunk ändern (c) usschalvrgang hne den hmschen Wdersand 3 Versuch: Glmmlampe Der chaler wrd zu enem Zepunk, zu dem de rmsärke I beres hren Maxmalwer I, max errech ha, geöffne Bebachungen: I De rmsärke I geh sehr rasch gegen null De Induknsspannung errech enen sehr hhen Wer, s dass de Glmmlampe unmelbar nach dem Öffnen des chalers gezünde wrd m chaler r en Öffnungsfunke auf I Erklärung: Wrd der chaler geöffne, s brch das Magnefeld n der ule zusammen Durch de bnahme des magneschen Flusses enseh n der ule ene elbsnduknsspannung, de nur kurzzeg, unersüz vn der annung, enen rm über de größer werdende ufsrecke zwschen den Knaken des chalers reben kann (Öffnungsfunke!) Im ersen Mmen besz der Indukns- srm de ärke I (), da sch de rmsärke n der ule nur seg verändern kann m gl: ( ) ( ) I ( ), wbe der hmsche Wdersand der ufsrecke ( ) () zwschen den Knaken des chalers s ls gl: (), da sehr vel größer als s ( ) kann deshalb de Glmmlampe zünden, bwhl deren Zündspannung ewa 80 V beräg

4 4Versuch: Darsellung des zelchen Verlaufs der elbsnduknsspannung, der rmsärke I und der rmsärke I m Hlfe enes -y-chrebers chalskzze: M nschlüsse C M nschlüsse B M nschlüsse Vrbemerkung zu den nschlüssen und B: rmsärken lassen sch m enem -y-chreber nur ndrek über den annungsabfall, der an enem hmschen Wdersand aufr, messen nschlüsse : Über de nschlüsse regsrer der -y-chreber den zelchen Verlauf des annungsabfalls am hmschen Wdersand M Es gl: M () M I(), wbe M knsan, dh unabhängg vn der Ze s m haben der annungsabfall M und de rmsärke I den glechen zelchen Verlauf ls zeg de vm -y-chreber aufgezechnee Kurve den zelchen Verlauf der rmsärke I M nschlüsse B: Über de nschlüsse B regsrer der -y-chreber den zelchen Verlauf des annungsabfalls am hmschen Wdersand M Es gl: M() M I(), wbe M knsan, dh unabhängg vn der Ze s m haben der annungsabfall und de rmsärke M I den glechen zelchen Verlauf ls zeg de vm -y-chreber aufgezechnee Kurve den zelchen Verlauf der rmsärke I M nschlüsse C: Verbnde man den -y-chreber m den nschlüssen C, s regsrer der chreber de Induknsspannung de an den Enden der klenen ule (4 Wndungen) m der Indukvä enseh Dese Induknsspannung s zwar um den Fakr 4 klener als de Induknsspannung, 000 de an den Enden der ule (000 Wndungen) m der Indukvä enseh; bede Induknsspannungen haben aber den glechen zelchen Verlauf 45 [nmerkung: Würde man de annung zwschen den Punken P und P abgrefen, s würde der -y-chreber de annung I regsreren] p P P M

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6 Indukvä ener langgesrecken ule Fleß durch ene leere, langgesrecke ule ( Wndungszahl N, Querschnsfläche, ulenlänge ) en rm, dessen ärke I sch m der Ze änder, s r an den Enden der ule ene elbsnduknsspannung auf, de der rmsärkeänderung engegenwrk Nach dem Induknsgesez gl für de elbsnduknsspannung: N, wbe B und B N I N N I N I (*) Glechsrmquelle m regelbarer annung Defnn: ner der Indukvä enes eers (ener ule) verseh man den Quenen : I Enhe der Indukvä: [] Vs Henry H us der Glechung (*) und der Defnnsglechung erhäl man für de Indukvä ener leeren, langgesrecken ule: N Bemerkungen: De Indukvä ener langgesrecken ule, de vllsändg und hmgen m enem Maeral ausge- füll s, beräg r N Dabe s r de s genanne Permeabläszahl des Maerals Ene ule ha de Indukvä H, wenn durch ene rmsärkeänderung vn V ene (mlere) annung vn V nduzer wrd s n der ule s De Indukvä ener ule s ene Größe, de beschreb, we sark de ule ener rmsärkeänderung durch elbsndukn engegenwrk chalung vn Indukväen: Für de Gesamndukvä ener ehenschalung vn n ulen gl: Für de Gesamndukvä ener Parallelschalung vn n ulen gl: n n

7 De deale ule als rmquelle Befnde sch n enem rmkres ene deale ule m der Indukvä, s kann se als rmquelle aufgefass werden, deren annung di zur angelegen annung adder werden muss, um de am hmschen Wdersand des rmkreses nsgesam wrkende annung zu erhalen Glechsrmquelle m regelbarer annung di I Gl di 0, s wrk der angelegen annung engegen Gl di 0, s wrk m glechen nn we de angelege annung De deale ule als chalelemen Glechsrmquelle m regelbarer annung Ene deale ule m der Indukvä kann als chalelemen aufgefass werden, das m dem hmschen Wdersand des rmkreses n ehe geschale s und an dem de Telspannung di abfäll di I Bemerkung: De Glechung I I s ene Dfferenzalglechung für de rmsärke I I() us hr kann der zelche Verlauf der rmsärke (heresch der numersch) besmm werden, wenn man den zelchen Verlauf vn kenn