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Magnetfeld und Induktion

Ein Magnet bewegt sich in der Nähe einer Spule — und schon entsteht darin eine elektrische Spannung.

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Wie aus Bewegung Spannung wird

Magnetfelder umgeben Dauermagnete und stromdurchflossene Spulen.

  • MagnetfeldJeder Dauermagnet hat eines; eine stromdurchflossene Spule erzeugt ebenfalls eines.
  • BewegungMagnet in die Spule schieben oder herausziehen ändert das Feld in der Spule.
  • FolgeAn den Spulenenden entsteht eine Spannung.
  • NameDieser Vorgang heißt Induktion.
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Feldlinien, Rechte-Hand-Regel und Elektromagnet

Drei Werkzeuge beschreiben das Feld einer Spule.

  • Feldlinienlaufen außen vom Nordpol zum Südpol; je dichter, desto stärker das Feld.
  • Rechte HandFinger in Stromrichtung um die Spule, Daumen zeigt zum Nordpol.
  • Eisenkernverstärkt das Feld — die Spule wird zum Elektromagneten.
Merke

Wann eine Spannung induziert wird:

Nur die Änderung des Magnetfelds in der Spule erzeugt eine Spannung — nicht das Feld selbst.

Uind: Induktionsspannung an den Spulenenden in Volt (V).

n: Windungszahl der Spule.

Induktion: Ändert sich das Magnetfeld in einer Spule, entsteht an den Spulenenden eine Spannung. Ein Magnet, der in die Spule geschoben oder herausgezogen wird, ändert das Feld.

Größe: Die Spannung ist größer bei schnellerer Änderung, mehr Windungen und stärkerem Magneten.

Spule: Mit der Rechten-Hand-Regel zeigt der Daumen zum Nordpol. Ein Eisenkern verstärkt das Feld, die Spule wird zum Elektromagneten.

Wie groß die Induktionsspannung wird, hängt an drei Größen:

  • TempoJe schneller sich das Feld ändert, desto größer die Spannung.
  • WindungenMehr Windungen bedeuten mehr Spannung.
  • MagnetEin stärkerer Magnet bedeutet mehr Spannung.
  • Ohne BewegungAuch eine sich ändernde Stromstärke in einer Nachbarspule genügt.

Induktion durch Bewegung

Nur während der Bewegung schlägt das Voltmeter aus — in die eine Richtung beim Hineinschieben, in die andere beim Herausziehen. Schnelleres Bewegen gibt eine größere Spannung.

Solange der Magnet ruht, zeigt das Voltmeter null. Erst die Bewegung erzeugt eine Spannung — je schneller, desto größer.
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Allgemeine Hinweise

Drei Punkte, an denen es erfahrungsgemäß klemmt.

Ruhender Magnet erzeugt nichts

Ein ruhender Magnet in der Spule erzeugt keine Spannung.

Technische Stromrichtung beachten

Die Rechte-Hand-Regel gilt für die technische Stromrichtung, von Plus nach Minus.

Nur Relativbewegung zählt

Nur die Relativbewegung zählt — ob Magnet oder Spule bewegt wird, ist gleich.

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