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Elektrotechnik - Induktion und Lenz'sche Regel

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Elektrotechnik

Induktion und Lenz'sche Regel

Die elektromagnetische Induktion ergibt sich aus einer doppelten Wirbelkopplung zwischen dem magnetischen und dem elektrischen Feld. Das Durchflutungsgesetz beschreibt diesen Zusammenhang. Es besteht nämlich die bekannte Gesetzmäßigkeit zwischen dem Fließen eines elektrischen Stroms und dem dazugehörigen Auftreten eines magnetischen Feldes.
Ändert man die Flussgröße des magnetischen Feldes, so entsteht ein Wirbel der elektrischen Feldstärke. 

Diesen Vorgang und die Wirkung wird als Induktion beschrieben und durch die Lenz'sche Regel ausgedrückt.

Methode

Hier klicken zum Ausklappen Lenz'sche Regel

Ändert sich die Flussgröße des magnetischen Feldes, so entsteht ein Wirbel der elektrischen Feldstärke welcher versucht der Änderung des Magnetflusses entgegen zu wirken. Die Ursache für diesen Effekt liegt im trägen Verhalten des magnetischen Feldes als Energiespeicher.

Dieser Induktionsvorgang bewirkt in einer offenen Leiterschleife, dass eine elektrische Spannung induziert wird, die sich aus einem zeitlich veränderten Magnetfluss ergibt. Daher sollten Sie sich merken:

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Die Magnetflussänderung stellt die Ursachengröße dar und die induzierte Spannung steht für die Wirkungsgröße.

Die beschriebene induzierte Spannung $ u_i $ lässt sich mit der Quellenspannung $ u_q $ eines elektrischen Grundstromkreises vergleichen. Stellt man nun eine Gleichung auf, die die bisherigen Erkenntnisse zusammenfasst, so erhält man das Induktionsgesetz.

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Induktionsgesetz: $ u_q = \frac{d \Phi}{dt} $.

Handelt es sich aber um einen Fluss durch mehrere Leiterschleifen [Spule], so erhöht sich die induzierte Spannung um den Faktor N [Anzahl der Windungen].

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Induktionsgesetz für mehrere Schleifen: $ u_q = \frac{d \Phi}{dt} \cdot N $.

Das Schaltzeichen für eine Induktion [hier Selbstinduktion L] sieht wie folgt aus:

Induktivität [Schaltzeichen]
Induktivität [Schaltzeichen]

Hinweis

Hier klicken zum Ausklappen Im nächsten Kurstext werden die Ruheinduktion und die Bewegungsinduktion vorgestellt.