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Spannungsverlauf Stabmagnet (Induktion)
 
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Maxi94



Anmeldungsdatum: 24.02.2012
Beiträge: 1

Beitrag Maxi94 Verfasst am: 24. Feb 2012 22:12    Titel: Spannungsverlauf Stabmagnet (Induktion) Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Guten Abend zusammen!
Ich habe ein Problem mit einer Aufgabe zum Thema Induktion:
Ein Stabmagnet fällt durch eine Spule. Dabei wird der zeitlich Verlauf der Spannung an der Spule gemessen. (Anmerkung von mir: Der Südpol des Magneten tritt als erstes in die Spule ein)
a.) Erläutern sie, wann Spannung auftritt
b.) Begründen Sie, welches der drei t-U-Diagramme den Spannungsverlauf am treffensten darstellt. (Es sind hier halt die drei Spannungsverläufe zu sehen: 1. Diagramm: zwei Spannungsausschläge im positiven Bereich, 2. Diagramm: ein Spannungsausschlag, aber über einen größeren Zeitraum t, 3. Diagramm: 2 Spannungsausschläge, einer im postiven, einer im negativen Bereich).
c.) Erläutern sie und skizzieren Sie, wie sich der Spannungsverlauf ändert, wenn der Magnet aus einer größeren Höhe durch die Spule fällt.
d.) Diskutieren und Sie, wie sich der Spannungsverlauf ändert, wenn man zwei gleiche Stabmagnete durch die Spule fallen lässt (neben-oder hintereinander). Welche Fälle sind dabei zu unterscheiden?

Wichtig!: Dies ist keine Hausaufgabe, ich lerne ledeglich etwas vor, um besser im Unterricht mitmachen zu können.

Meine Ideen:
Hier meine Vorschläge:
a.) Die Spannung tritt solange auf, wie der Stabmagnet für eine Änderung des magnetischen Flusses um, bzw. in der Spule sorgt. Dies geschieht, wenn der Stabmagnet den Anfang der Spule passiert, bzw. endet, sobald sein Ende, das Ende der Spule erreicht.
b.) Hier bin ich mir nicht sicher, ich würde sagen, das 2. Diagramm stimmt, also die Spannung ist am höchsten, wenn der Stabmagnet sich mit seinem Mittelpunkt genau in der Mitte des homogenen Magnetfeldes der Spule befindet. Daher resultiert meiner Meinung die immer steiler werdende Kurve, die ihren Höhepunkt im besagten Fall erreicht und danach erst schnell sinkt, und dann immer flacher wird.
c.) Der Spannungsverlauf würde einen höheren Punkt auf der Y-Achse erreichen. Er würde rapider steigen, aber über einen kürzeren Zeitraum der Zeit t.
d.) Hier bin ich mir auch nicht sicher. Ich würde sagen, im ersten Fall, also zwei nebeneinander, würde der Spannungsverlauf rapide steigen, wegen eines größeren magnetischen Feldes, bedingt durch den 2. Magneten.
Im zweiten Fall würde ich sagen, dass der Höhepunkt der Spannung über einen längeren Zeitraum t anhält, denn die Induktionsspannung ist ja proportional zur Zeit t.

Ich hoffe ihr helft mir hierbei, interessiert mich brennend!Big Laugh
D2



Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723

Beitrag D2 Verfasst am: 25. Feb 2012 12:52    Titel: Antworten mit Zitat

Mit Bild und Antwort

http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/physik/pruefungen/2005/ph05_3.htm

Zum Punkt d. Ich gehe davon aus, dass die Spule kürzer als jeder einzelne
Magnet ist. Aber die Annahmen sind gefährlich, diese sollen durch die Fakten ersetzt werden.

Ich habe mal durch eine Zündspule magnetisierte Fahradkette laufen lassen.
Da war die Spule eindeutig kürzer als die Kette :-)

Genauso eine Verbindung zwischen zwei Magneten kann auf verschiedene Weise erfolgen(2 Arten in die Reihe und 4 beim parallelen Zuzammensetzen ), dazu kommt dass die Magnetisierung von Magneten selbst eine Rolle spielen wird-Beispiel ich bin in Besitz von 4 Singing Magnets und 4 Stabmagneten in der Parallelepipedform. Bei allem Magneten ist Süd und Nordpol nicht an der Spitzen von diesen Stabemagneten.

Hast du jetzt genug Stoff zu einer Diskussion?
Je genau die Frage desto weniger Antwortmöglichkeiten.
Krachi



Anmeldungsdatum: 26.02.2012
Beiträge: 215

Beitrag Krachi Verfasst am: 26. Feb 2012 20:28    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist komisch, hier steht, dass das 2. Diagramm den Spannungsverlauf am Besten beschreibt, also das mit der Umkehr des Vorzeichens. Unsere Lehrerin meinte neulich aber, dass es zu keiner Umkehr des Vorzeichens in diesem Fall kommt! grübelnd grübelnd grübelnd

Was ist jetzt richtig?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 27. Feb 2012 10:26    Titel: Antworten mit Zitat

Ich glaube doch, dass es zur Vorzeichenumkehr kommt, denn beim Eintritt des Magneten in die Spule vergrößert sich der Fluss, ist das also positiv, beim Austritt aus der Spule verringert sich der Fluss, ist die zeitliche Ableitung des Flusses also negativ. Da die induzierte Spannung laut Induktionsgesetz proportional zur Flussänderung ist, muss demzufolge das Vorzeichen der induzierten Spannung beim Eintritt und beim Austritt unterschiedlich sein.
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