Induktionsstrom in Spule
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Exercise:
Eine kleine Spule mit quadratischem Querschnitt Windungen und kurzgeschlossenen Spulenen besitzt den ohmschen Widerstand .ohm. Sie bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit v_.cm/s in x-Richtung auf ein homogenes scharf begrenztes Magnetfeld der Stärke .T zu. center tikzpicturescale. % x-Achse draw thick- -- -- - node right x; % Schleife draw line widthpt rectangle ; draw - -. -- node below cm -.; draw -- -.; draw -- -.; draw thick-blue -- node above vec v_; % Feld foreach i in ... foreach j in -... nodered at i-.j+. times; draw dottedthick .-. rectangle ..; node red at . vec B; tikzpicture center abcliste abc Erklären Sie weshalb ein Induktionsstrom in der Spule nur fließt währ diese in den vom Magnetfeld erfüllten Raum ein- bzw. austritt. abc Berechnen Sie die Stärke I des Induktionsstroms und geben Sie die Richtung des Stromes an. abcliste
Solution:
enumerate item Nur beim Ein- und Austritt der Induktionsspule in das Magnetfeld ändert sich der Fluss durch die Induktionsspule was nach dem Induktionsgesetz in differentieller Form die Voraussetzung für das Entstehen einer Induktionsspannung ist. Wenn die Spule ganz außerhalb bzw. ganz innerhalb des Magnetfeldes ist ändert sich der Fluss nicht und somit ergibt sich keine Induktionsspannung. item Der magnetische Fluss beim Ein- und Austreten ist: Phi_m AB Nsv_tB wobei N: Anzahl Windungen und s: die Seitenlänge des Quadrats sind. Daraus erhalten wir für die induzierte Spannung: U_ind -fracmathrmdPhi_mmathrmdt Nsv_B. Damit ist der induzierte Strom I_ind: I_ind fracU_indR fracNsv_BR apx res.A. Der Strom muss nach der Lenz'schen Regel so fliessen dass er der Ursache entgegenwirkt dies ist für das Ein- und Austreten nur dann der Fall wenn der Strom im Gegenuhrzeigersinn verläuft. enumerate
Eine kleine Spule mit quadratischem Querschnitt Windungen und kurzgeschlossenen Spulenen besitzt den ohmschen Widerstand .ohm. Sie bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit v_.cm/s in x-Richtung auf ein homogenes scharf begrenztes Magnetfeld der Stärke .T zu. center tikzpicturescale. % x-Achse draw thick- -- -- - node right x; % Schleife draw line widthpt rectangle ; draw - -. -- node below cm -.; draw -- -.; draw -- -.; draw thick-blue -- node above vec v_; % Feld foreach i in ... foreach j in -... nodered at i-.j+. times; draw dottedthick .-. rectangle ..; node red at . vec B; tikzpicture center abcliste abc Erklären Sie weshalb ein Induktionsstrom in der Spule nur fließt währ diese in den vom Magnetfeld erfüllten Raum ein- bzw. austritt. abc Berechnen Sie die Stärke I des Induktionsstroms und geben Sie die Richtung des Stromes an. abcliste
Solution:
enumerate item Nur beim Ein- und Austritt der Induktionsspule in das Magnetfeld ändert sich der Fluss durch die Induktionsspule was nach dem Induktionsgesetz in differentieller Form die Voraussetzung für das Entstehen einer Induktionsspannung ist. Wenn die Spule ganz außerhalb bzw. ganz innerhalb des Magnetfeldes ist ändert sich der Fluss nicht und somit ergibt sich keine Induktionsspannung. item Der magnetische Fluss beim Ein- und Austreten ist: Phi_m AB Nsv_tB wobei N: Anzahl Windungen und s: die Seitenlänge des Quadrats sind. Daraus erhalten wir für die induzierte Spannung: U_ind -fracmathrmdPhi_mmathrmdt Nsv_B. Damit ist der induzierte Strom I_ind: I_ind fracU_indR fracNsv_BR apx res.A. Der Strom muss nach der Lenz'schen Regel so fliessen dass er der Ursache entgegenwirkt dies ist für das Ein- und Austreten nur dann der Fall wenn der Strom im Gegenuhrzeigersinn verläuft. enumerate