Induktionsgesetz
In einer Spule wird eine Spannung induziert, wenn sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert.
Das Magnetfeld kann sowohl durch Dauermagnete als auch durch Elektromagnete erzeugt werden. Die Änderung des Magnetfeldes kann durch Relativbewegung zwischen Spule und Magnet oder durch Änderung der Stärke des Magnetfeldes erfolgen (Bild 2).
Der Betrag der Induktionsspannung ist davon abhängig, wie schnell und wie stark sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert. MICHAEL FARADAYs experimentelle Untersuchungen haben ergeben, dass gilt:
Die in einer Spule induzierte Spannung ist umso größer
- je stärker sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert,
- je schneller die Änderung des von der Spule umfassten Magnetfeldes erfolgt.
Auch der Bau der Spule hat Einfluss auf den Betrag der Induktionsspannung. Insbesondere hängt die Induktionsspannung in einer Spule von ihrer Windungszahl und davon ab, ob sie einen Eisenkern besitzt.
Die in einer Spule induzierte Spannung ist umso größer,
- je größer die Windungszahl und
- die Querschnittsfläche der Spule sind.
Bei einer Spule mit Eisenkern ist die induzierte Spannung größer als in einer Spule ohne Eisenkern.
Alle diese Erkenntnisse lassen sich zum Induktionsgesetz zusammenfassen.
In einer Spule wird eine Spannung induziert, wenn sich das von ihr umfasste Magnetfeld ändert.
Die Induktionsspannung hängt von der Schnelligkeit und Stärke dieser Änderung und vom Bau der Spule ab.
Der durch eine Induktionsspannung hervorgerufene Strom wird als Induktionsstrom bezeichnet.
Die Richtung des Induktionsstromes ist davon abhängig, in welcher Weise sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert.
Genauer sind diese Zusammenhänge im lenzschen Gesetz erfasst.
Das Induktionsgesetz ist die physikalische Grundlage für Bau und Wirkungsweise von Transformatoren und Generatoren. Auch bei Zündspulen von Kraftfahrzeugen, bei der Zündung von Leuchtstofflampen oder bei modernen Elektroherden (Induktionsherd) wird das Induktionsgesetz genutzt.
Das Induktionsgesetz wurde nach intensiven experimentellen Untersuchungen im Jahre 1831 von dem englischen Naturforscher MICHAEL FARADAY (1791-1867) entdeckt. Vorangegangen waren dieser Entdeckung andere wichtige Schritte. Der dänische Physiker HANS CHRISTIAN OERSTED (1777-1851) fand 1820 die magnetische Wirkung des elektrischen Stromes. Der Franzose ANDRÉ MARIE AMPÈRE (1775-1836) entdeckte die Kräfte zwischen den stromdurchflossenen Leitern und schuf die Grundlagen für den Elektromotor. OERSTEDs Entdeckung veranlasste FARADAY zur Umkehrung der Fragestellung, zur Suche der Erzeugung von elektrischem Strom durch Magnetismus. Mit einfachsten Versuchsgeräten gelang es ihm, in 10-jähriger Arbeit das Induktionsgesetz zu finden.
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