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bikergirl
Gast
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 bikergirl Verfasst am: 10. Jan 2015 13:08 Titel: Lenzsches Gesetz bei Gleichspannung |
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Meine Frage:
Hallo 
Wir behandeln momentan das Thema Lenzsches Gesetz im Unterricht (Leistungskurs,11.Klasse Gymnasium).Dazu hatten wir einen Versuch mit 2 Spulen,die sich auf einem Eisenkern befanden.Die eine Spule war über einen Schalter mit der Stromquelle (Gleichspannung) verbunden,die andere mit einer Glimlampe (schreibt man das so?). Wir sollen nun als Hausaufgabe die Frage 'Was passiert jeweils beim Einschalten,während des geschlossenen Stromkreises und beim Ausschalten?' beantworten.
Meine Ideen:
Dazu habe ich mir folgendes überlegt: Damit an der Glimlampe Strom ankommt damit sie leuchtet,muss die zweite Spule ebenfalls Strom erhalten.Diesen erhält sie durch die Induktionsspannung durch die erste Spule,aber laut meines Wissenstandes führt nur ein sich änderndes Magnetfeld zu einer Induktionsspannung.Das Magnetfeld der ersten Spule ändert sich aber doch bei Gleichspannung nicht? Dazu wäre Wechselspannung nötig,die ja aber nicht angeschlossen ist..? Also ist dieser Weg ausgeschlossen,die Lampe leuchtet nicht. Daher habe ich mir dann überlegt,dass es keinen Unterschied macht ob der Stromkreis geschlossen oder geöffnet ist,da ja sowieso kein Strom zur Glimlampe gelangt.
Das klingt aber alles etwas seltsam und ich vermute daher dass ich irgendetwas falsch durchdacht habe..leider finde ich den Fehler nicht,und die Aufspaltung der Frage in 'einschalten,Stromkreis und ausschalten' bereitet mir echt Kopfschmerzen(da laut meiner Idee kein Unterschied vorliegt)
Kann mir da jemand weiterhelfen?
Danke |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 10. Jan 2015 13:26 Titel: |
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| bikergirl hat Folgendes geschrieben: | | ... und die Aufspaltung der Frage in 'einschalten,Stromkreis und ausschalten' bereitet mir echt Kopfschmerzen |
Aber genau das ist der Knackpunkt. Beim Einschalten steigt der Strom in der Primärspule mit der Zeit an, beim Ausschalten fällt er mit der Zeit ab. Da das Magnetfeld direkt proportional dem Strom ist, hast Du also durchaus ein sich änderndes Magnetfeld und demzufolge eine induzierte Spannung in der Sekundärspule. Auf diese Spannung kommt es an. Denn die Glimmlampe "leuchtet" nur oberhalb einer bestimmten Spannung. Beim Spannungsanstieg ist das die sog. Zündspannung, beim Spannungsrückgang die sog. Haltespannung, die kleiner als die Zündspannung ist. |
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bikergirl
Gast
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| bikergirl Verfasst am: 10. Jan 2015 13:54 Titel: |
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Oh nein,wieso habe ich das nicht bedacht! Du hast recht! 
das Magnetfeld ist demnach also proportional zum Strom der zugeführt oder weggenommen wird? Ich hatte es mir so vorgestellt dass sie Spannung direkt auf beispielsweise 5V kommt (wenn man also einen Grpahen zeichnen würde,er eine Parallele zur x-Achse wäre,aber das ist nicht Fall sondern er würde aussehen wie eine Ursprungsgerade? Habe ich das richtig verstanden?) daher wird Spannung in die zweite induziert,die bis zur maximalen Spannungszufuhr immer größer wird,dann konstant bleibt und bei Abschalten der Spannung genau umgekehrt? Und nimmt dadurch die Intensität der Glimmlampe zu/ab,ja oder? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 10. Jan 2015 14:47 Titel: |
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| bikergirl hat Folgendes geschrieben: | | Ich hatte es mir so vorgestellt dass sie Spannung direkt auf beispielsweise 5V kommt (wenn man also einen Grpahen zeichnen würde,er eine Parallele zur x-Achse wäre,aber das ist nicht Fall sondern er würde aussehen wie eine Ursprungsgerade |
Nein, so ist das nicht. Stell' Dir zunächst mal den Stromverlauf vor. Wegen des ohmschen Widerstandes der Spule (vermutlich ist sogar noch ein Widerstand in Reihe zur Primärspule geschaltet), strebt der Strom einem Endwert zu. Zunächst steigt der Strom stark, dann immer weniger stark an, d.h. die Stromänderung und damit die Magnetfeldänderung ist unmittelbar nach dem Einschalten am größten. Direkt nach dem Einschalten wird also die maximale Spannung induziert. Wenn die größer als die Zündspannung ist (der Versuchsaufbau ist sicherlich entsprechend dimensioniert), brennt die Glimmlampe. In der Folgezeit steigt der Strom immer weniger stark an, die induzierte Spannung wird also geringer. Tatsächlich geschieht das nach einer abfallenden e-Funktion e^(-t/tau). Sobald dabei die Haltespannung unterschritten wird, verlischt die Glimmlampe.
Beim Ausshalten passiert haargenau dasselbe, vorausgesetzt der Entladekreis ist entsprechend dimensioniert. Der Strom fällt von seinem Maximalwert zunächst stark, dann immer schwächer ab. Unmittelbar nach Betätigen des Schalters wird deshalb die größte Spannung induziert, diesmal mit umgekehrter Polarität, was der Glimmlampe aber egal ist. Sie wird also unmittelbar nach dem Schalten sofort brennen, nach einer gewissen Zeit, nämlich sobald die Haltespannung unterschritten ist, verlöschen.
| bikergirl hat Folgendes geschrieben: | | Und nimmt dadurch die Intensität der Glimmlampe zu/ab,ja oder? |
Die Glimmlampe ist eine Gasentladungslampe und hat normalerweise eine konstante Intensität, wenn sie brennt. Sie brennt oder sie brennt nicht, hat also entweder maximale oder gar keine Leuchtintensität. |
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bikergirl
Gast
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| bikergirl Verfasst am: 10. Jan 2015 17:40 Titel: |
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Okay,danke für die Erklärung!Ich glaube ich es habe es jetzt verstanden
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