Induktion eines elektrischen Felds

Präsentation zum Thema: "Induktion eines elektrischen Felds"—  Präsentation transkript:

1 Induktion eines elektrischen Felds
Das Faradaysche Induktionsgesetz

2 Inhalt Faradaysches Induktionsgesetz Die Lenzsche Regel
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 Induktion eines elektrischen Feldes bei Aufbau eines Magnetfelds
Magnetische Feldstärke Induzierte elektrische Feldstärke Bei zeitlicher Änderung des magnetischen Feldes erscheint ein elektrisches Wirbelfeld ( mit Drehsinn „links“ bei ansteigendem B Feld - „Lenzsche Regel“ )

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

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

8 Mathematische Formulierung des elektrischen Wirbelfeldes
Maß für ein Wirbelfeld ds1 E1 Die Summe der Produkte aus Wegelementen und der elektrischen Feldstärke in Richtung der Wegelemente verbindet Raum und Wirbelfeld

9 Mathematische Formulierung des elektrischen Wirbelfeldes
ds1 E1 Das Integral über die elektrische Feldstärke entlang eines geschlossenen Weges folgt aus dem Übergang zu infinitesimal kleinen Wegelementen Maß für ein Wirbelfeld

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

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

12 Die Lenzsche Regel Magnetische Feldstärke Induzierte elektrische Feldstärke 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

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 finis Magnetische Feldstärke Induzierte elektrische Feldstärke