Lenzsche Regel
Elektromagnetismus
Basiswissen
Ein induziertes Magnetfeld wirkt der Ursache seiner Entstehung stets entgegen. Das ist die Kernaussage der Lenzschen Regel. Insbesondere wird die Änderung von Stromstärken zeitlich verlangsamt.
Formulierung
Nach der Lenzschen Regel wird durch eine Änderung des magnetischen Flusses durch eine Leiterschleife eine Spannung induziert, so dass der dadurch fließende Strom ein Magnetfeld erzeugt, welches der Änderung des magnetischen Flusses entgegenwirkt, gegebenenfalls verbunden mit mechanischen Kraftwirkungen (Lorentzkraft).
Schritt für Schritt
- Ein fließender elektrischer Strom umgibt sich immer mit einem Magnetfeld.
- Dieser Effekt heißt Oerstedsches Gesetz ↗
- Nimmt die Stromstärke zu, wird das Magnetfeld stärker
- Nimmt die Stromstärke ab, wird das Magnetfeld schwächer.
- Ein sich änderndes Magnetfeld induziert immer ein elektrisches Feld.
- Dieses Prinzip nennt man Induktion ↗
- Befinden sich in dem elektrischen Feld Ladungen, wirkt auf diese eine Kraft aus dem elektrischen Feld.
- Können sich die Ladungen frei bewegen, beginnen sie zu fließen.
- Fließende Ladungen nennt man elektrischen Strom.
- Induzierte elektrische Felder können als elektrischen Strom erzeugen.
- Wenn das der Fall, dann gilt die Lenzsche Regel:
- Der so induzierte Strom wirkt seiner Entstehungsursache entgegen.
Was meint Entstehungsursache?
- Nach den obigen Überlegungungen ist eine Stromstärkenänderung eine Ursache.
- Das induzierte E-Feld versucht also die Stromstärkenänderung zu verhindern:
- Ein Anwachsen oder Abnehmen der Stromstärke wird verlangsamt.
- Dieser Effekt kann durch Spulen verstärkt werden.
Wo wird der Effekt genutzt
- Zum Abbremsen von Stromstärkenänderungen:
- Beim An- und Ausschalten von Stromkreisen soll die Stromstärkenänderungen oft abgeschwächt werden.
- Man baut dann eine Spule in den Stromkreis ein.
- Jede Windung der Spule wirkt sozusagen mit der Lenzschen Regel auf ihre Nachbarwindungen ein.
- je mehr Windungen, desto öfters wirkt die Lenzsche Regel auf den gewundenden Draht selbst zurück.
- Eng gewickelte Spulen mit vielen Windungen wirken Stromstärkenänderungen stark entgegen.
- Dieser Gedanke ist enthalten im Begriff der Induktivität ↗
In Schwingkreisen
- Ein LC-Schwingkeis ist eine Kopplung von einem Kondensator (C) und einer Spule (L).
- Ein solcher Schwingkreis erzeugt periodisch sich ändernde Magnet- und E-Felder.
- LC-Schwingkreise spielen eine große Rolle im Zusammenhang mit elektromagnetischen Wellen.
- Um den Effekt der Schwingungen zu verstehen, ist an einer Stelle die Lenzsche Regel nötig.
- Siehe auch elektrischer Schwingkreis ↗
