Erklärung — das Lenzsche Gesetz
Die Lenzsche Regel
Heinrich Lenz fand die Regel, die die Richtung des Induktionsstroms angibt:
- Richtungsregel:Der Induktionsstrom ist stets so gerichtet, dass er seiner Ursache entgegenwirkt.
- Nähern und Entfernen:Beim Annähern baut die Spule ein abstoßendes Feld auf, beim Entfernen ein festhaltendes.
- Energieerhaltung:Unterstützte der Strom die Bewegung, würde der Magnet von selbst schneller und Energie entstünde aus dem Nichts.
- Minuszeichen:Man muss gegen die Kraft Arbeit verrichten; genau diese Arbeit wird zur elektrischen Energie und begründet das Vorzeichen.
Lenzsches Gesetz
Der Induktionsstrom ist stets so gerichtet, dass er seiner Ursache entgegenwirkt. Nähert man einen Magneten, baut die Spule ein Feld auf, das ihn abstößt; entfernt man ihn, ein Feld, das ihn festhält.
Begründung: Unterstützte der Strom die Bewegung, entstünde Energie aus dem Nichts; die Energieerhaltung verlangt, dass er der Ursache entgegenwirkt.
Minuszeichen: Gegen die entstehende Kraft muss Arbeit verrichtet werden; sie wird zur elektrischen Energie und begründet das Vorzeichen.
Der Induktionsstrom richtet sein Magnetfeld so aus, dass er die Änderung behindert: beim Nähern stößt der Ring ab, beim Entfernen hält er fest. So bleibt die Energieerhaltung gewahrt.
Warum das so sein muss
Würde der Induktionsstrom die Bewegung unterstützen, würde der Magnet von selbst immer schneller — Energie aus dem Nichts. Das verbietet die Energieerhaltung. Man muss daher gegen die abstoßende (bzw. anziehende) Kraft Arbeit verrichten; diese Arbeit wird zur elektrischen Energie des Induktionsstroms.
Allgemeine Hinweise
Immer entgegen
Der Induktionsstrom behindert die Änderung.
Nähern = abstoßen
Entfernen = anziehen.
Energie
Die elektrische Energie stammt aus der verrichteten Arbeit.
Vertiefung
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