Prüfstand für Induktionsspulen
AFB IIIn einem Prüfstand steht eine Messspule mit \(N=400\) Windungen und der Querschnittsfläche \(A=25\,\mathrm{cm^2}\) im homogenen Feld eines Elektromagneten (Material M1). Die Spulenachse liegt parallel zu den Feldlinien, das Feld durchsetzt die Spule also senkrecht zur Querschnittsfläche.
Der Strom im Elektromagneten wird nach einem festen Programm gesteuert; Material M2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Flussdichte im Spuleninneren. Die Spule bleibt während des gesamten Vorgangs an ihrem Platz.
Das Feld zwischen den Polschuhen kann im Bereich der Messspule als homogen angesehen werden.
Der Verlauf besteht aus drei Abschnitten: gleichmäßiges Hochfahren, konstantes Feld und schnelles Abschalten.
- Berechnen Sie den magnetischen Fluss durch eine Windung der Messspule bei \(B=0{,}60\,\mathrm{T}\).
- Berechnen Sie den Betrag der Induktionsspannung im Abschnitt I.
- Ermitteln Sie die Induktionsspannung in den Abschnitten II und III und begründen Sie den Wert im Abschnitt II.
- Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf des Betrages der Induktionsspannung für \(0\le t\le 0{,}60\,\mathrm{s}\) und erläutern Sie daran, warum eine große Induktionsspannung nicht unbedingt ein starkes Magnetfeld voraussetzt.
