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PikachuDerPhysiker
Anmeldungsdatum: 27.11.2016
Beiträge: 75
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 PikachuDerPhysiker Verfasst am: 16. Dez 2016 17:15 Titel: Induktionsgesetz, Selbstinduktion |
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Hallo, ich habe eine Frage zur Selbstinduktion von Spulen. Und zwar steht in meinem Buch: "Wird ein Stromkreis, in dem sich eine Spule befindet, geschlossen, so steigt die Stromstärke an. Um die Spule wird damit ein Magnetfeld aufgebaut. Dieses sich ändernde Magnetfeld umfasst die Spule selbst und induziert(erzeugt) in der Spule eine Spannung und einen Strom. Diesen Vorgang nennt man Selbstinduktion." So, jetzt frage ich mich, warum denn sich das Magnetfeld der Spule ändert, wenn sie in einem geschlossenen Stromkreis ist. Soweit ich weiß ändert sich das Magnetfeld nur, wenn man die Spule bewegt, oder wie soll sich denn das von der Spule erzeugte Magnetfeld ändern? Ja, ich weiß dass es nur ein Detail ist, aber am Montag schreibe ich eine Physikarbeit, die sehr wichtig ist. Ich danke allen, die sich die Mühe machen, mir zu antworten.
MfG PikachuDerPhysiker |
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Auwi
Anmeldungsdatum: 20.08.2014
Beiträge: 602
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| Auwi Verfasst am: 16. Dez 2016 18:08 Titel: |
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Der Knackpunkt ist:
"Wird der Stromkreis geschlossen..."
Das bedeutet, die Spannung wird angelegt, der Strom beginnt zu fließen.
Infolge der Stromänderung muß ein Magnetfeld in der Spule aufgebaut werden, dagegen "wehrt" sich die Spule, indem sie eine Gegenspannung erzeugt, bis die Stromstärke schließlich konstant wird.
Nur solange, wie die Stromstärke sich ändert kommt es zu dieser Selbstinduktion. Es gilt:
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3400
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| ML Verfasst am: 16. Dez 2016 18:24 Titel: Re: Induktionsgesetz, Selbstinduktion |
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Hallo,
| PikachuDerPhysiker hat Folgendes geschrieben: | | Und zwar steht in meinem Buch: "Wird ein Stromkreis, in dem sich eine Spule befindet, geschlossen, so steigt die Stromstärke an. |
Korrekt.
| Zitat: | | Um die Spule wird damit ein Magnetfeld aufgebaut. |
Korrekt.
| Zitat: | | Dieses sich ändernde Magnetfeld umfasst die Spule selbst und induziert(erzeugt) in der Spule eine Spannung und einen Strom. |
Falsch. Der Autor hat leider nicht richtig verstanden, was das Induktionsgesetz aussagt.
Begründung: Innerhalb des Spulendrahtes bleibt das E-Feld sehr klein. Es existiert also praktisch keine "Spannung" in der Spule (entlang des Drahtweges). Zwischen den Klemmen der Spule hast Du aber ein E-Feld und somit eine Spannung.
Wir haben also eine Spannung an den Klemmen (in der Luft) und keine Spannung im Draht. Dieses "Spannungsungleichgewicht" ist die Ursache dafür, dass der Strom ansteigt.
Die Spannung an den Klemmen ist auch nicht neu erzeugt, sondern es ist die Spannung, die Du durch Schließen des Stromkreises an die Spule angelegt hast, die Du also vorausgesetzt hast. Es wäre Quatsch, diese Spannung gleichermaßen als Ursache und als Wirkung des Prozesses anzusehen.
| Zitat: | | So, jetzt frage ich mich, warum denn sich das Magnetfeld der Spule ändert, wenn sie in einem geschlossenen Stromkreis ist. |
Das Magnetfeld hat eine Energie, die proportional zum Strom ist. (W=1/2 L I^2). Wenn Du die Spule an eine Spannungsquelle anschließt, so wird die Energie nur allmählich ins Magnetfeld transportiert. Der Strom steigt also langsam (konkret: bei einer Konstantspannungsquelle linear mit der Zeit) an.
| Zitat: | | oder wie soll sich denn das von der Spule erzeugte Magnetfeld ändern? |
Es ändert sich proportional mit dem Strom.
Kleiner Hinweis: Alles energetisch Relevante findet im Feld und nicht im Draht statt. Denn im Feld befindet sich die Energie. Der Hund wackelt mit dem Schwanz, nicht umgekehrt.
Viele Grüße
Michael |
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PikachuDerPhysiker
Anmeldungsdatum: 27.11.2016
Beiträge: 75
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| PikachuDerPhysiker Verfasst am: 16. Dez 2016 20:37 Titel: |
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| Zitat: | | Wenn Du die Spule an eine Spannungsquelle anschließt, so wird die Energie nur allmählich ins Magnetfeld transportiert |
Weil der Induktionsstrom immer seiner Entstehung entgegenwirkt, stimmt's ? (lenzsches Gesetz) |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3400
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| ML Verfasst am: 17. Dez 2016 09:50 Titel: |
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Hallo,
| PikachuDerPhysiker hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Wenn Du die Spule an eine Spannungsquelle anschließt, so wird die Energie nur allmählich ins Magnetfeld transportiert |
Weil der Induktionsstrom immer seiner Entstehung entgegenwirkt, stimmt's ? (lenzsches Gesetz) |
Es geht ja letztlich um die Gleichung
 = L \cdot \frac{\mathrm{d}i(t)}{\mathrm{d}t})
für Strom und Spannung an einer Spule.
Wenn Du diese Gleichung aus den Maxwellgleichungen herleitest, gehen ein:
- Induktionsgesetz
- Durchflutungsgesetz
- (idealisierte) Materialgleichungen für den umgebenden Raum
- (idealisierte) Materialgleichungen für den Leiter
Insofern reicht es m. E. nicht aus, allein die Lenz'sche Regel dafür verantwortlich zu machen.
Viele Grüße
Michael |
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PikachuDerPhysiker
Anmeldungsdatum: 27.11.2016
Beiträge: 75
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| PikachuDerPhysiker Verfasst am: 17. Dez 2016 10:21 Titel: |
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Alles klar, vielen Dank für die Hilfe. |
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