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Induktion eines elektrischen Felds Das Faradaysche Induktionsgesetz.

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Präsentation zum Thema: "Induktion eines elektrischen Felds Das Faradaysche Induktionsgesetz."—  Präsentation transkript:

1 Induktion eines elektrischen Felds Das Faradaysche Induktionsgesetz

2 Inhalt Faradaysches Induktionsgesetz –Induzierte elektrische Feldstärke bei Änderung des magnetischen Flusses Die Lenzsche Regel

3 Ursachen der Feldstärken Elektrisch: –Statische Anordnung von Ladungen –Zeitliche Änderung von Magnetfeldern Magnetisch: –Bewegte Ladungen –Zeitliche Änderung von elektrischen Feldern Themen der Elektrodynamik

4 Faradaysches Induktionsgesetz: Bei zeitlicher Änderung des magnetischen Flusses, dem Produkt aus magnetischer Feldstärke und Fläche, wird ein elektrisches Wirbelfeld induziert

5 Induzierte elektrische Feldstärke Magnetische Feldstärke Induktion eines elektrischen Feldes bei Aufbau eines Magnetfelds Bei zeitlicher Änderung des magnetischen Feldes erscheint ein elektrisches Wirbelfeld ( mit Drehsinn links bei ansteigendem B Feld - Lenzsche Regel )

6 Induzierte elektrische Feldstärke Magnetische Feldstärke Induktion eines elektrischen Feldes bei Auf- und Abbau eines Magnetfelds Die Induktion verbindet elektrisches und magnetisches Feld, Raum und Zeit

7 Nur bei zeitlicher Änderung des magnetischen Feldes erscheint ein El. Feld Magnetische Feldstärke Induzierte elektrische Feldstärke Berechnung der Induktion eines Wirbelfelds

8 Die Summe der Produkte aus Wegelementen und der elektrischen Feldstärke in Richtung der Wegelemente verbindet Raum und Wirbelfeld E1E1 ds1ds1 Mathematische Formulierung des elektrischen Wirbelfeldes Maß für ein Wirbelfeld

9 Das Integral über die elektrische Feldstärke entlang eines geschlossenen Weges folgt aus dem Übergang zu infinitesimal kleinen Wegelementen E1E1 ds1ds1 Mathematische Formulierung des elektrischen Wirbelfeldes Maß für ein Wirbelfeld

10 1 V Ein zeitlich veränderlicher magnetischer Fluss erzeugt ein elektrisches Wirbelfeld 1 Vs Magnetischer Fluss Induzierte elektrische Feldstärke Magnetische Feldstärke Induktion eines elektrischen Feldes bei Änderung eines Magnetfelds

11 1 V Ein zeitlich veränderlicher magnetischer Fluss erzeugt ein elektrisches Wirbelfeld Das Induktionsgesetz für das elektrische Feld Die Zeichnung zeigt das elektrische Feld für dB/dt>0 B E dAdA dsds Das Vorzeichen Minus entspricht der Lenzschen Regel Maxwellsche Gleichung für das elektrische Feld

12 Das induzierte elektrische Feld ist dem elektrischen Feld der Ursache entgegengerichtet: –Ein anwachsendes magnetisches Feld erzeugt einen - bezüglich der Richtung des magnetischen Feldes - linksdrehenden (ccw) elektrischen Wirbelstrom –Das Vorzeichen Minus im Faradayschen Induktionsgesetz trägt diesem Umstand Rechnung Induzierte elektrische Feldstärke Magnetische Feldstärke Die Lenzsche Regel

13 Versuch: Induktion einer elektrischen Spannung

14 Zusammenfassung Ein zeitlich veränderliches magnetisches Feld erzeugt ein elektrisches Wirbelfeld (Faradaysches Induktionsgesetz) Eds = - d/dt BdA [ V ] Folge: In der leitenden Umrandung einer Fläche wird eine Spannung induziert, wenn sich der magnetische Fluss durch diese Fläche zeitlich ändert Die Lenzsche Regel besagt, das induzierte elektrische Feld ist dem elektrischen Feld der Ursache entgegengerichtet

15 Induzierte elektrische Feldstärke Magnetische Feldstärke finis


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