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Erklärung — wie aus Bewegung Spannung wird
Magnetfelder umgeben Dauermagnete und stromdurchflossene Spulen.
- MagnetfeldJeder Dauermagnet hat eines; eine stromdurchflossene Spule erzeugt ebenfalls eines.
- BewegungMagnet in die Spule schieben oder herausziehen ändert das Feld in der Spule.
- FolgeAn den Spulenenden entsteht eine Spannung.
- NameDieser Vorgang heißt Induktion.
Feldlinien, Rechte-Hand-Regel und Elektromagnet
Drei Werkzeuge beschreiben das Feld einer Spule.
- Feldlinienlaufen außen vom Nordpol zum Südpol; je dichter, desto stärker das Feld.
- Rechte HandFinger in Stromrichtung um die Spule, Daumen zeigt zum Nordpol.
- Eisenkernverstärkt das Feld — die Spule wird zum Elektromagneten.
Wann eine Spannung induziert wird
Nur die Änderung des Magnetfelds in der Spule erzeugt eine Spannung — nicht das Feld selbst.
Uind
Induktionsspannung an den Spulenenden in Volt (V).
n
Windungszahl der Spule.
Wie groß die Induktionsspannung wird, hängt an drei Größen:
- TempoJe schneller sich das Feld ändert, desto größer die Spannung.
- WindungenMehr Windungen bedeuten mehr Spannung.
- MagnetEin stärkerer Magnet bedeutet mehr Spannung.
- Ohne BewegungAuch eine sich ändernde Stromstärke in einer Nachbarspule genügt.
Nur während der Bewegung schlägt das Voltmeter aus — in die eine Richtung beim Hineinschieben, in die andere beim Herausziehen. Schnelleres Bewegen gibt eine größere Spannung.
Solange der Magnet ruht, zeigt das Voltmeter null. Erst die Bewegung erzeugt eine Spannung — je schneller, desto größer.
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Hinweise
Drei Punkte, an denen es erfahrungsgemäß klemmt.
Hinweis
Ein ruhender Magnet in der Spule erzeugt keine Spannung.
Hinweis
Die Rechte-Hand-Regel gilt für die technische Stromrichtung, von Plus nach Minus.
Hinweis
Nur die Relativbewegung zählt — ob Magnet oder Spule bewegt wird, ist gleich.