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Elektromagnetische Induktion

Effekt

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Basiswissen · Begriffsklärung · Als Induktionsgesetz · Was ist magnetischer Fluss? · Was ist Induktion? · Einheiten · Bedeutung der Zeit · Flussdichte · Synonyme


Basiswissen


Elektromagnetische Induktion ist definiert als die Erzeugung eines elektrischen Feldes als Ergebnis einer Änderung eines Magnetfeldes. Anders gesagt: ändert man die Stärke oder Lage eines Magnetfeldes, wird dadurch immer ein elektrisches Feld und damit auch eine elektrische Spannung erzeugt.



Bildbeschreibung und Urheberrecht
Ein sehr starker Neodymmagnet wird mit schnellen wedelnden Bewegungen in eine Luftspule hinein- und wieder aus hier herausbewegt. Dadurch wird ein elektrischer Strom von etwa 4 Mikroampere erzeugt. Die Luftspule hatte rund 20 Windungen, einen Durchmesser von gut 5 cm und eine Länge von 4 cm.☛


Begriffsklärung


Das Wort Induktion hat verschiedene Bedeutungen. Hier meint es die die Erzeugung eines elektrischen Feldes bei einer Änderung eines Magnetfeldes. Ändere Bedeutungen, etwa in der Statitik oder Logik, stehen unter Induktionen ↗

Als Induktionsgesetz


Uind = dΦ/dt ist die übliche formelmäßige Darstellung der Induktion. Die Formel besagt, dass eine induzierte Spannung umso größer ist, je stärker sich ein Magnetfeld mit der Zeit verändert. Mehr zu mathematischen Darstellung der Induktion steht unter Induktionsgesetz ↗

Was ist magnetischer Fluss?


  • Magnetfelder kann man sich mit Hilfe von Feldlinien vorstellen.
  • Wie eng beeinander die Feldlinien liegen ist ein Maß für die Feldstärke.
  • Man kann sich in einem Magnetfeld eine beliebige Fläche vorstellen.
  • Die Größe und Lage der Fläche ist dabei unerheblich.
  • Die Anzahl der Feldlinien durch diese Fläche ist dann ...
  • ein Maß für den magnetischen Fluss. Einfach gesagt:
  • Fluss = Anzahl Feldlinien durch eine Fläche

Was ist Induktion?


  • Wenn man ein Magnetfeld irgendwie ändert, z. B. ...
  • wenn man es dreht, verschiebt oder in der Stärke ändert,
  • dann kann man sich immer Flächen denken, für die sich ...
  • der magnetische Fluss ändert. Am Rand dieser Flächen wird ...
  • dann automatisch eine Spannung erzeugt (induziert).

Einheiten


  • Die Einheit der magnetischen Flussdichte ist das Weber ↗

Bedeutung der Zeit


  • Die Größe der induziertes Spannung hängt nur von einer Sache ab:
  • wie schnell sich der magnetische Fluss durch die Fläche ändert:
  • U = die erste Ableitung des magnetischen Flusses nach der Zeit
  • U = Delta Phi durch Delta t
  • U = Phi'(t)

Flussdichte


  • In vielen Formeln erscheint nicht der magnetische Fluss sondern die Flussdichte.
  • Das Formelzeichen für die Flussdichte ist das große B, die Einheit das Tesla.
  • Die Flussdichte sagt anschaulich, wie viele Feldlinien durch einen m² gehen.
  • Flussdichte mal Größe einer Fläche gibt dann den magnetischen Fluss.

Synonyme