Die Erklärung der Induktion durch das Schneiden von Feldlinien durch einen Leiter ist nicht ganz korrekt: Bewegt man einen gestreckten Draht durch das Magnetfeld, so wird keine Spannung induziert! Schließt man an beide Enden des Drahtes aber ein Messinstrument an, so ist bereits eine Leiterschleife entstanden, in der sich der magnetische Fluss ändert, sobald man den Draht im Magnetfeld bewegt und es ist eine Induktionsspannung messbar!
Generell gilt für die Induktion:
Während der Änderung des magnetischen Flusses in einer Leiterschleife wird in ihr Spannung induziert. Ist der Stromkreis geschlossen, so ist der Strom so gerichtet, das sein Magnetfeld die Änderung zu verhindern sucht. (Lenzsche Regel!)
Erklärung der Versuchsskizzen:
Skizze 1, Stellung 1: Bewegt man einen Leiterring in ein Magnetfeld, so steigt der magnetische Fluss im Ring und es wird ein Strom induziert, der dies zu verhindern sucht. Durch die Feldverzerrungen wirkt eine Kraft auf den Ring, der ihn wieder aus dem Magnetfeld zu drängen versucht.
Skizze 1, Stellung 2: Bewegt sich der Leiterring im homogenen Magnetfeld, so ändert sich der magn. Fluss im Ring nicht und es wird keine Spannung induziert!
Skizze 1, Stellung 3: Beim Austritt aus dem Feld wird wieder Strom induziert, der aber jetzt die Verringerung des magn. Flusses zu verhindern sucht. Es wirkt eine Kraft, die den Ring im Magnetfeld zu halten versucht.
Dieses Prinzip funktioniert natürlich auch, wenn man Metallscheiben durch ein Magnetfeld bewegt. Es werden Kurzschlussströme - Wirbelströme - induziert, deren Magnetfeld ein Gegenmoment erzeugt. (Lenzsche Regel). Anwendung findet die Wirbelstrominduktion z.B. beim Zähler, bei der Messwerkdämpfung und bei Wirbelstrombremsen in LKWs. Diese Bremsen können nicht blockieren, haben keinen mechanischen Verschleiß, aber keine Bremswirkung im Stillstand.
|
|
|
