Erklärung — Grundversuche
Was die Grundversuche zeigen
In allen Versuchen entsteht nur dann eine Spannung, wenn sich etwas ändert:
- Magnet in Spule:Bewegt man einen Magneten in die Spule, zeigt das Voltmeter einen Ausschlag — beim Herausziehen umgekehrt. Ruht der Magnet, passiert nichts.
- Schneller = größer:Je schneller die Bewegung, desto größer die Spannung.
- Bewegter Leiter:Zieht man einen Leiter durch ein Feld, entsteht ebenfalls eine Spannung.
- Entscheidend ist die Änderung — ein konstantes Feld induziert keine Spannung.
Nur während der Bewegung schlägt das Voltmeter aus — in die eine Richtung beim Hinein-, in die andere beim Herausschieben. Schnelleres Bewegen gibt eine größere Spannung.
Der bewegte Leiter
Beim bewegten Leiter lässt sich die Spannung sogar berechnen. Die Ladungsträger im Leiter bewegen sich mit ihm durch das Feld und erfahren die Lorentzkraft — sie werden längs des Leiters getrennt. So entsteht die Induktionsspannung:
\(U=B\,l\,v\)
\(l\): Leiterlänge im Feld, \(v\): Geschwindigkeit (alle senkrecht zueinander)
Spannung am bewegten Leiter
Leiter (\(l=20\,\mathrm{cm}\)) wird mit \(v=3{,}0\,\mathrm{\tfrac{m}{s}}\) senkrecht durch ein Feld \(B=0{,}50\,\mathrm T\) gezogen.
Allgemeine Hinweise
Nur Änderung
Konstantes Feld → keine Spannung.
Schneller = mehr
U wächst mit der Geschwindigkeit.
Senkrecht
U = B·l·v gilt, wenn B, l, v paarweise senkrecht stehen.
Vertiefung
▶ Auf YouTube suchen
▶ Auf YouTube suchen