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Induktion erklärt? - So funktioniert's

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Letztes Update am 22.10.2014, 14:18
Viele physikalische Phänomene spielen in unserem Alltag eine große Rolle.

Viele physikalische Phänomene spielen in unserem Alltag eine große Rolle, ohne, dass wir es vielleicht bemerken. Ein Beispiel dafür ist die elektromagnetische Induktion. Um die Stellung ebendieser in der Technik zu erkennen, muss der Begriff der Induktion erklärt werden.

Bevor man jedoch die Induktion erklärt, ist es sinnvoll sich zunächst anzusehen, wie sich ein geladenes Teilchen in einem Magnetfeld verhält.
Wenn sich also so ein Teilchen in einem Magnetfeld bewegt, dann wirkt auf es die so genannte Lorentzkraft, welche es zur Seite zieht. Je nachdem wie das Magnetfeld ausgerichtet ist und welche Ladung das Teilchen trägt, wird es entweder nach links oder nach rechts abgelenkt.

Mit diesem Wissen fällt es nicht mehr schwer die Induktion zu erklären. Doch was genau ist das jetzt eigentlich?

Ein Gedankenexperiment:

  1. Ein Draht wird zu einer Schleife gebogen und an seinen Enden ein Spannungsmessgerät angeschlossen. Anschließend wird diese in ein Magnetfeld eingeschoben, und zwar so, dass das Drahtstück nicht parallel zu den Magnetfeldlinien ausgerichtet ist. Und siehe da, während das Stück immer weiter ins Magnetfeld eintaucht, misst das Messgerät eine Spannung, d.h. es fließt ein Strom! 
  2. Ist die Schleife allerdings ganz ins Magnetfeld eingetaucht, so beträgt die Spannung wieder Null Volt, erst beim Herausziehen wird wieder eine Spannung angezeigt, diesmal allerdings mit umgekehrten Vorzeichen.
  3. Es gibt noch einen Weg einen Induktionsstrom in der Spule zu erzeugen:
  4. Befindet sich die Drahtschleife vollkommen im Magnetfeld und dreht man diese um eine zu den Feldlinien nichtparallele Achse, so misst man ebenfalls eine Spannung. 


Zusammengefasst ergeben die Beobachtungen das allgemeine Induktionsgesetz:

  • Eine zeitliche Änderung der Stärke des Magnetfelds oder der Größe der von Magnetfeldlinien durchsetzten Fläche ruft in einer Drahtschleife einen Induktionsstrom hervor.
  • Die Erklärung für die Induktion ist einfach auf die hier manuelle Bewegung von Elektronen zurückzuführen. Die Lorentzkraft wirkt somit auf jene, welche dann gemeinsam einen Stromfluss hervorrufen.
  • Die Induktion erklärt auch viele technische Vorgänge in unserem Alltagsleben.
  • Die wichtigste ist sicherlich der Generator, welcher nichts anderes ist, als eine gedrehte Spule in einem Magnetfeld und somit Wechselstrom erzeugt.
  • Ein anderes Alltagsphänomen, welches mittels Induktion erklärt werden kann, sind verkehrsabhängig gesteuerte Ampeln. Vor diesen befindet sich eine in den Boden eingelassene Induktionsschleife, die Autos registrieren kann.

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