S N VI. Quasistationäre Felder VI.1. Faradaysches Induktionsgesetz und Lenzsche Regel VI.1.1. Empirische Befunde N S Beobachtung: Wird eine Leiterschleife von einem zeitlich veränderlichen Magnetfeld durchsetzt, wird in der Leiterschleife eine Spannung (EMK) Uind induziert. EL 4.01 Induktion in Spulen mit Permanentmagnet EL 4.02 Induktion in Spule mit Elektromagnet Bemerkung: Es ist gleichgültig, ob variables Magnetfeld durch Permanent- oder Elektromagnete erzeugt wird!
Folgerung: fiktiver geschlossener Weg reale Leiterschleife Bemerkung: Uind ist wegabhängig keine Potentialdifferenz. Daher oft Bezeichnung: Uind EMK ( Elektro-Motorische Kraft )
S N Weitere experimentelle Befunde: Uind Zahl der Spulenwicklungen durchsetzte Schleifenfläche
S N Weitere experimentelle Befunde: magnetischer Fluss Vorzeichen von Uind wechselt mit Bewegungsrichtung des Magneten Vorzeichen von Uind wechselt mit Magnetorientierung Effekt durch Eisenkern verstärkbar EL 4.01 Induktion in Spulen mit Permanentmagnet EL 4.02 Induktion in Spule mit Elektromagnet magnetischer Fluss
N S N S Induktionsgesetz Weitere experimentelle Befunde: Der durch Uind erzeugte Strom erzeugt ein magnetisches Gegenfeld Lenzsche Regel: Die induzierte Spannung wirkt ihrer Ursache entgegen EL 4.02 Induktion in Spule mit Elektromagnet EL 4.06 Lenz´sche Regel EL 4.08 Thomson´scher Ringversuch EL 4.09 Wirbelstrombremse (Waltenhofen´sche Pendel) Induktionsgesetz
Test: B-Feld: konstant Leiterschleife: variable Form Fläche a(t) Spezialfall: B homogen , Schleife eben, Orientierung fest Beispiel: Uind v x(t) d
Test: B-Feld: konstant Leiterschleife: variable Orientierung Spezialfall: B homogen , Schleife eben Fläche a const t Beispiel: Uind EL 4.12 Leiterschleife im Magnetfeld EL 4.14 Generatormodelle: Wechselstrom, Gleichstrom, Drehstrom EL 4.15 Generator-Motor-Modelle Wechselspannungsgenerator ( Dynamo )