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DSC
Gast
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 DSC Verfasst am: 20. Aug 2015 18:51 Titel: Polung Induktionsspannung |
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Meine Frage:
Es handelt sich um Aufgabe P1 2c) von diesem Blatt:
http://ne.lo-net2.de/selbstlernmaterial/p/abi/MV/abi-05-phys-gk.pdf
Meine Ideen:
Also ich sehe das so, dass sich beim Einschalten ein Magnetfeld aufbaut das von rechts nach links gerichtet ist. Nach lenz wird in der 2. Spule ein Strom induziert, der seiner Ursache entgegenwirkt und sich damit also ein Magnetfeld aufbaut, dass dem der ersten Spule entgegenwirkt. Demnach müsste meiner Meinung nach die Polung induktionsspannung genau umgekehrt sein wie in der Aufgabe beschrieben.
Wo ist mein Denkfehler?
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 21. Aug 2015 01:32 Titel: Re: Polung Induktionsspannung |
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Hallo,
| DSC hat Folgendes geschrieben: |
Also ich sehe das so, dass sich beim Einschalten ein Magnetfeld aufbaut das von rechts nach links gerichtet ist. Nach lenz wird in der 2. Spule ein Strom induziert, der seiner Ursache entgegenwirkt und sich damit also ein Magnetfeld aufbaut, dass dem der ersten Spule entgegenwirkt.
Demnach müsste meiner Meinung nach die Polung induktionsspannung genau umgekehrt sein wie in der Aufgabe beschrieben.
Wo ist mein Denkfehler? |
Du hast zwei Denkfehler:
1. versuchst Du mit einer Regel (Lenz'sche Regel), die etwas über Stromrichtungen aussagt, auf eine Spannung zu schließen. Dabei übersiehst Du, dass die Primärspule ein Verbraucher ist, während die Sekundärspule als Erzeuger arbeitet! Die Spannungen haben das gleiche Vorzeichen, die Ströme fließen aber (wenn man sie lässt) andersherum.
2. gehst Du davon aus, dass in der Induktionsspule (=Sekundärspule) ein Strom fließt, obwohl sie hochohmig abgeschlossen ist.
Wir betrachten die Datei Trafobild.pdf. Die Situation entspricht der aus Deiner Aufgabe.
Spannungen:
Zunächst schauen wir uns die Spannungen an. Für die Beschreibung der Spannungen ist das Induktionsgesetz zuständig. Wie Du weißt, besteht über das Induktionsgesetz ein Zusammenhang zwischen dem magnetischen Fluss im Spulenkern und der Spannung an den Klemmen der jeweiligen Spule. Das Induktionsgesetz kann dabei grundsätzlich in beide Richtungen gelesen werden. Es beschreibt sowohl die Situation, dass wir eine Spannung anlegen und dabei ein magnetischer Fluss entsteht, als auch die umgekehrte gegenteilige Situation, dass (z. B. durch die andere Spule) ein magnetischer Fluss erzeugt wird und aus diesem eine Spannung an den Klemmen der Spule resultiert. (In Wirklichkeit lassen sich diese Vorgänge ohnehin nicht in Ursache und Wirkung trennen -- das ist aber ein anderes Thema.)
Wenn Du Dir die Spulen ansiehst und vergleichst, siehst Du, dass an beiden Spulen die vorzeichenrelevanten Dinge alle gleich sind: der Fluss durch den Kernquerschnitt ist gleich gerichtet, der Wicklungssinn der Spulen ist gleich und die Richtung der Spannungspfeile ist gleich. Natürlich gilt bei beiden Spulen auch das gleiche Induktionsgesetz. Es ist klar, dass dann auch die beiden Spannungen gleiche Vorzeichen haben!
Ströme:
Bei den Strömen ist es andersherum. Bei Deiner Aufgabe ist der Strom in der Sekundärspule gleich null. In der Primärspule fließt dann nur der sog. Magnetisierungsstrom, der für den Feldaufbau im Kern verantwortlich ist (ein Blindstrom).
Wenn Du die Sekundärseite jedoch belastest (d. h. einen Widerstand anschließt), wirst Du feststellen, dass der Sekundärstrom  sich andersherum um den Kern windet als der Primärstrom  . Beide haben (bei gleicher Pfeilrichtung) unterschiedliche Vorzeichen. Das lässt sich über das Durchflutungsgesetz leicht herleiten.
Ich selbst nutze die Lenz'sche Regel praktisch gar nicht. Sie liefert mir keine Information, die ich nicht automatisch auch über die Maxwellgleichungen bekomme.
Viele Grüße
Michael
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