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Simplex21
Anmeldungsdatum: 22.09.2019
Beiträge: 20
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 Simplex21 Verfasst am: 31. März 2020 17:26 Titel: Elektromagnetische Induktion mit Feld und Induktionsspule |
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Meine Frage:
Ich habe eine Feldspule in einer Induktionsspule (Rotationsachsen beider Spulen sind parallel). Nun ändere ich die Stromstärke der Feldspule und soll die Flussänderung in der Induktionsspule und die damit induzierte Spannung berechnen.
Ich habe alles eingesetzt. Bekomme aber ein für mich sehr unwirklich wirkendes Ergebnis (18V) und es ist schwer das Experiment mit meiner nicht vorhandenen Ausrüstung nachzuvollziehen.
Vielen Dank im Vorraus, Simplex
Meine Ideen:
)
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-\left(B_2\cdot r_{Feld}^2\cdot \pi\right))
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. März 2020 19:04 Titel: |
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Laut Induktionsgesetz ist die in der Induktionsspule induzierte Spannung
mit
Dabei ist N2 die Windungszahl der Induktionsspule. Das Vorzeichen richtet sich nach der Richtung von B, dem Wicklungssinn der Induktionsspule und der Pfeilrichtung des Spannungspfeils. Ich bestimme deshalb erstmal den Betrag der induzierten Spannung. Über die Richtung können wir uns unterhalten, wenn Du mehr Angaben zur Aufgabe gemacht hast. Am besten wäre die originale Aufgabenstellung.
Die magn. Flussdichte wird vom Strom der Feldspule "erzeugt" und ist laut Durchflutungssatz
Dabei ist N1 die Windungszahl und l die Länge der Feldspule.
In Feldspule (N1) und Induktionsspule (N2) herrscht dieselbe von der Feldspule "erzeugte" Flussdichte. Damit ist der Fluss in der Induktionsspule
und die induzierte Spannung
Die einzige zeitlich veränderliche Größe in  ist der Strom I1. Alles andere sind konstante Faktoren, die beim Differenzieren erhalten bleiben. Also
Hier brauchen nur die gegebenen Größen eingesetzt zu werden, die Du aber nicht genannt hast, also N1, N2,  , A2 und insbesondere die zeitliche Stromänderung. |
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Simplex21
Anmeldungsdatum: 22.09.2019
Beiträge: 20
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| Simplex21 Verfasst am: 31. März 2020 19:15 Titel: |
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 bzw. keine Angabe.
Zuletzt bearbeitet von Simplex21 am 31. März 2020 20:07, insgesamt einmal bearbeitet |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. März 2020 19:40 Titel: |
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Es fehlt noch die Zeit, in der sich der Strom um 0,25A ändert. Außerdem solltest Du überprüfen, ob der Radius der Feldspule tatsächlich kleiner ist, als der der Induktionsspule. Falls das nämlich wirklich so ist und die Feldspule sehr viel länger als die Induktionsspule ist, muss in der Lösungsformel die Fläche A2 (Induktionsspule) durch die Fläche A1 (Feldspule) ausgetauscht werden. Denn in einem solchen Fall ist der Fluss der Induktionsspule derselbe wie der in der Feldspule. Normalerweise, wenn sich also die Induktionsspule im Inneren der Feldspule befindet, ist der Fluss in der Induktionsspule kleiner als der Fluss in der Feldspule.
Allerdings sehe ich gerade, dass laut der Aufgabenbeschreibung in Deinem Eröffnungspost die Induktionsspule tatsächlich um die Feldspule herum angeordnet ist. Dann lautet die Gleichung für die induzierte Spannung
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Simplex21
Anmeldungsdatum: 22.09.2019
Beiträge: 20
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| Simplex21 Verfasst am: 31. März 2020 20:20 Titel: |
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Aus welchen Gleichungen setzt sich  denn zusammen?
Was ist eigentlich mit der Gleichung:
Kann man die nicht dafür verwenden?
Nach der Aufgabe soll ich nämlich  berechnen. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. März 2020 21:56 Titel: |
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| Simplex21 hat Folgendes geschrieben: | | Aus welchen Gleichungen setzt sich denn zusammen? |
Das hab ich Dir in meinem ersten Beitrag hergeleitet. Nur dass ich dort anstelle von A1 die Induktionsspulenfläche A2 genommen habe, da ich davon ausging, dass sich die Induktionsspule innerhalb der Feldspule befindet. Erst später hast Du durch Angabe der Spulenradien eine Änderung erzwungen.
| Simplex21 hat Folgendes geschrieben: | Was ist eigentlich mit der Gleichung:
Kann man die nicht dafür verwenden? |
Genau die habe ich zur Grundlage meiner Herleitung genommen. Es handelt sich um das Induktionsgesetz.
| GvC hat Folgendes geschrieben: | |
| Simplex21 hat Folgendes geschrieben: | | Nach der Aufgabe soll ich nämlich berechnen. |
Aha. In Deinem Eröffnungspost hast Du die induzierte Spannung berechnen wollen. Vielleicht bist Du so nett und postest mal die originale Aufgabenstellung.
Da Du die gegebenen Werte erst später nachgeliefert hast und normalerweise die Indizes 1 und 2 für die Primär-(=Feld-) und die Sekundär-(=Induktions-)Spule verwendet werden, habe ich Deine Flussdichten als die in den verschiedenen Spulen angesehen, was natürlich nicht sein kann. Erst jetzt sehe ich, dass Du, um die Flussdifferenz zu berechnen, prinzipiell alles richtig gemacht hast. Und wir haben nur aneinander vorbei geredet. Allerdings würde ich die Vorzeichen umdrehen, denn die Flussdifferenz ist positiv (der Strom steigt an), bei Dir ist sie negativ.
Eigentlich ist ja alles schon berechnet. Und wenn Du unbedingt zuerst berechnen willst, dann tu das doch, indem Du in deine Formel
| Simplex21 hat Folgendes geschrieben: | |
die Ausdrücke für B1und B2
| Simplex21 hat Folgendes geschrieben: |
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einsetzt und alles ein bisschen zusammenfasst. Dabei solltest Du herausbekommen
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Simplex21
Anmeldungsdatum: 22.09.2019
Beiträge: 20
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| Simplex21 Verfasst am: 01. Apr 2020 21:31 Titel: |
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Vielen Dank!! Das hat mir sehr weitergeholfen.
Gruß Simplex |
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