Übungsaufgaben zur Selbstinduktion

Melisa92 · Anmeldungsdatum: 26.04.2010 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo liebe Mitmenschen. Wir haben in der letzten Stunde die Selbstinduktion eingeführt und direkt einen Packen Übungsaufgaben dazu bekommen.
Ich habe mich zwar drangesetzt, jedoch blicke ich bei einigen nicht ganz durch.
Ich liste am besten alle drei Aufgaben hier auf und schreibe meine Lösungsansatze schon einmal drunter.
Vielleicht ist ja etwas davon richtig und falls nciht, hoffe ich doch sehr, dass man mir hier weiterhelfen kann!

(Physik Buch Jgst. 12/13 Dorn Bader S. 69)

1a)
Wann wird U ind beim Ausschalten viel größer als die angelegte
Spannung U 1?

1b)
Was ist der größte Wert von U ind beim Einschalten?

1c)
Warum erhält man bei einer Klingel einen elektrischen Schlag, obwohl sie nur mit 8V betrieben wird?

a.)In Versuch 1a wird der Schalter geöffnet. Wie groß ist I max? Zeigen sie, dass U ind=(r1+r2)*I max induziert wird. Warum ist sie in Versuch 1b besonders groß?

b.) Es sei R1=10 Ohm; U1=5V; bei welchem Wert von R2 wird der Maximalwert von Uind gleich 100v? Vergleichen sie mit dem Wert im Moment des Schalterschließens (I=0).

3)Wie ändert sich die Induktivität L einer Spule, wenn man Ihre Windungszahl und ihre Querschnittsfläche verdoppelt hat? Hängt L vom ohmschen Widerstand der Spule ab ?
Zu aufgabe zei hier der Versuch:
http://i770.photobucket.com/albums/xx348/melisasarac/5126_Dorn-Bader-68.jpg?t=1272285764

Meine Ideen:
Zu 1a) Wenn U1=0 ist und das ist sie doch bei ausschlaten muss die induzierte Spannung U>0 sein und weiter?
Zu 1b) Uind hat den größten Wert null beim einschalten, da sie ja entgegen der angelegten spannung U wirken muss und deswegen in den negativen Bereich geht, oder?
Zu 1c) Die klingel hat ja eine spule, die stromdurchflossen ist und deswegen umgibt sie ein Magnetfeld.
Wenn der stromkreis unterbrochen wird baut sich auch das magnetfeld ab aber das kann doch nur möglich sein, wenn es weiter strom durchfließen lässt oder?

Zu 2) Da stehe ich vollkommen auf dem Schlauch...kann mir da einer vllt. weiterhelfen?

zu 3) ersteinmal verachtfacht sich die induktivität der spule da man ja die formel
L=µ0*µr*n²*A/l benutzt. Ja und L kann gar nicht vom ohmschen widerstand der spulen abhängen, da dieser gar nicht in der formel vorkommt, oder?

Anfänger · Gast

Zu 3
Wie ändert sich die Induktivität L einer Spule, wenn man Ihre Windungszahl und ihre Querschnittsfläche verdoppelt hat?

Du brauchst die Formel für die Induktivität;dann erkennst die Auswirkungen von Veränderungen

Hängt L vom ohmschen Widerstand der Spule ab ?

Wenn sich zB die Windungszahl verändert ändert sich der ohmische Widerstand und auch die Induktivität.Also eher ja

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Beim Schalten ergibt sich die induzierte Spannung zwar aus dem Induktionsgesetz, ihre Bestimmung erfolgt aber nach dem Maschensatz. So ist die induzierte Spannung beim Einschalten immer gleich der Spannung der Spannungsquelle, da im ersten Moment kein Strom fließt (Strom in der Spule kann sich nicht sprunghaft ändern) und demzufolge an den Widerständen keine Spannung abfallen kann. Die gesamte anliegende Spannung muss also an der Induktivität abfallen, d.h. die induzierte Spannung ist gleich der anliegenden Spannung. Beim Ausschalten kommt es auf den Strom kurz vor dem Ausschalten an, der nach dem Schalten zunächst weiterfließen muss und demzufolge an den durchflossenen Widerständen entsprechende Spannungsabfälle verursacht. Die induzierte Spannung muss nach Maschensatz so groß sein wie die Summe dieser Spannungsabfälle. Das Vorzeichen ergibt sich aus dem Maschensatz und ist bei Eintragen des Spannungspfeils als Verbraucherspannung an der Induktivität in Richtung des Stromes negativ. Der Strom ist bei Versuch 1a und 1b vor dem Schalten gerade I = U/R1 und macht nach dem Schalten die Spannungsabfälle I*(R1+R2). Bei Spannung an der Induktivität in Stromrichtung ergibt sich deshalb die induzierte Spannung zu ui = -I*(R1+R2) = -U(1+(R2/R1)), ist also umso größer je größer R2 ist. R2 ist in Versuch 1b besonders groß, unterhalb der Zündspannung der Glimmlampe nämlich praktisch unendlich. Mit diesen Hinweisen sollten sich Aufgabe 1 und 2 leicht lösen lassen.

Zu Aufgabe 3 hat Anfänger bereits Hinweise gegeben. Allerdings würde ich nicht sagen, dass die Induktivität vom ohmschen Widerstand der Spule abhängt, sondern bestenfalls, dass Induktivität und Widerstand der Spule "irgendwie" zusammenhängen. Beide sind nämlich von der Windungszahl der Spule abhängig. Bei Verdoppelung der Windungszahl verdoppelt sich auch die Leiterlänge, was eine Verdoppelung des ohmschen Widerstandes bedeuten würde, wenn der Leiterquerschnitt (nicht zu verwechseln mit Spulenquerschnitt!) unverändert bliebe. Dazu ist in Aufgabe 3 aber nichts gesagt.