Elektromagnetische Induktion - Spannungsentstehung

Sascha · Gast

Hallo...
also ich habe ein Problem. Wir haben zur Zeit im Unterricht die elektromagnetische Induktion und ich kanns einfach nich nachvollziehen..

1. Versuch: Bestimmt allen bekannt: Man lässt einen Magneten durch eine Spule fallen und misst die dabei entstandene Spannung U...

Man erkennt ganz toll dass eine Spannung induziert wird solange sich das Magnetfeld ändert.

Meine Frage dazu: Warum wird dabei eine Spannung induziert? Also wegen Ladungstrennung, aber warum trennen sich die Ladungen?
Ich weiß zwar, dass bewegte Elektronen im Magnetfeld durch Lorentzkraft abgelenkt werden, aber das geschieht ja auch bei bewegten elektronen im homogenen Feld oder? Und diese Induktion soll ja nur stattfinden wenn das feld sich ändert, also kann es ja nicht homogen sein...
ich bin irgendwie total verwirrt hoffe mir kann jemand helfen...
DANKE

hummma · Anmeldungsdatum: 06.07.2004 Beiträge: 205

Ich denk mit Feld meinst du die magnetische Flussdichte B oder die magnetische Feldstaerke H, aber des is ja im prinzip des gleiche.
Beides muss sich nicht aendern. Nur der magnetische Fluss muss sich aendern. Dh. entweder vereanderst du die magnetische Flusdichte oder die Flaeche der Spule die sich im Feld befindet. Bei deinem Versuch wird die Flaeche der Spule veraendert.
Wie du schon gesagt hast erfahren Bewegte elektronen im Magnetfeld die Lorenzkraft. Durch dass fallen bewegst du die Elektronen in dem Leiter und sie werden duch die Lorenz kraft abgelenkt. Das geht auch im homogenen Magnetfeld.

sascha · Gast

mmh.. danke erstmal für die antwort
inwiefern wird die Fläche der Spule verändert?
Ich mein die Querschnittsfläche steht ja senkrecht zum durchfallenden Magneten und bleibt doch theoretisch konstant die gesamte zeit über...

das einzige was sich hier ändert ist doch die Richtung der Feldlinien vom Magnetischen Feld odeR?

Dieter5858 · Moderator Anmeldungsdatum: 02.08.2004 Beiträge: 696 Wohnort: Hamburg

Hiho
Ich habs mal beigebracht bekommen mit dieser Begründung:
Das Magnetfeld versucht seinen derzeiten zustand beizubehalten.
Wenn du nun das Magnetfeld änderst, indem du ein Magneten in
eine Spule fallen lässt, induziert die Spule einen Strom der ein
Magnetfeld erzeugt, dieses induzierte Magnetfeld wirkt dem Feld
des Magneten entgegen, und versucht es zu neutralisieren.
Leider (Oder Gott sei dank) schafft die Spule das nicht und
"übernimmt" die Magnetfeldänderung.
Durch diese "Verzögerung" entsteht auch die Phasenverschiebung
bei Spulen im Stromkreis.

Gast

was für eine physenverschiebung?

Und ich weiß ja dass nach dem Lenz'schen Gesetz immer eine Induktionsspannung induziert wird die ihrer Ursache entgegenwirkt... das muss ja so sein damit der Energieerhaltungssatz stimmt...
Aber was passiert mit den Elektronen in der Spule wenn der Magnet durchfällt? Inwiefern entsteht ein E-Feld ?

Icewind · Anmeldungsdatum: 16.01.2005 Beiträge: 121 Wohnort: Oberbayern

ein elektrisches feld entsteht bei der spule überhaupt ned.
es entsteht ein magn. feld, welches durch den spulenstrom hervorgerufen wird, welcher durch die induzierte spannung hervorgerufen wird, welche durch die magnetfeldänderung hervorgerufen wird Augenzwinkern

.

zur phasenverschiebung: ich, die obige erklärung is einigermaßen verständlich; damit ein strom fließen kann, muss ja bei ner spule erstmal eine spannung anliegen. (bei nem widerstand geht dsa mit strom und spannung gleichzeitig) bei ner spule fängt der strom erst zu fließen an, nachdem die spannung ihr maximum erreicht hat (strom eilt 90° nach)

hummma · Anmeldungsdatum: 06.07.2004 Beiträge: 205

Das magnetische Feld aendert sich bei dem Versuch nicht. Nur der magnetische Fluss aendert sich.
Die bewegten elektronen im Leiter erfahren ja die Lorenzkraft dadurch werden sie abgelenkt und es wir Spannung induziert. Durch diese potential Differenz gibt es im Leiter dann auch ein elektrisches Feld.

Gast

also... nochmal schritt für schritt.. mein problem ist, das es zwar im allgemeinen klar ist, aber nich der genaue hergang des ganzen...

ich bewege einen magneten in die spule... dadurch bewegen sich die elektronen der spule im verhältnis zum magnetfeld und zwar teilweise auch senkrecht stehend...
dadurch wirkt eine lorentzkraft die die elektronen ablenkt und zwar zu beiden enden der spule hin...
stimmt das soweit?