Warum Wechselspannung bei elekt. magnetischer Induktion?
Hey kurze Physik-Frage,
ich befinde mich gerade in der intensiven Physik-Abi Vorbereitungsphase. Etwas was ich aber immer noch nicht verstanden habe, ist der Fakt das die durch Elektromagnetische Induktion entstehende Induktionsspannung stets eine Wechselspannung ist und keine Gleichspannung. Ich schaue mir gerade die sinusförmige Wechselspannung an und ich würde sagen, dass der sinus-artige Verlauf der Spannung der Wechselspannung zwischen pos. und neg. Spannung durch eine konstante Änderung innerhalb des homogenem B-Feldes, wie eine konstant sich Drehende Spule erzeugt wird. Eine inkonstante Rotation der Spule würde die sinus-artige Darstellung verzerren oder liege ich da falsch? Wäre super wenn ein paar Physik-Asse mir weiterhelfen könnten :)
6 Antworten
Damit hast Du Recht.
Nur wenn die Spule sich gleichmäßig dreht, wird die Spannung sinusförmig.
(Unter der Annahme, dass das B-Feld homogen ist und sich die Spule immer ganz im B-Feld befindet.)
Entscheidend ist, wieviele Feldlinien des B-Feldes durch die Spule gehen. Das schwankt in sinusförmiger Abhängigkeit vom Winkel (kann auch Kosinus sein, je nachdem wo man den Winkel 0 hinlegt.
Die induzierte Spannung proportional zur ersten Ableitung davon nach der Zeit, die ist dann kosinusfürmig (oder sinusförmig).
Elektromagnetische Induktion ist ein Begriff aus der Physik, der völlig losgelöst von technischen Anwendungen (Spulen, etc...) ist. Versuche das voneinander zu trennen, dann wirst du dir leichter tun.
Im Generator wird das physikalische Prinzip technisch ausgenutzt um über einen drehenden Magneten Spannung in einer Spule zu erzeugen. Das kann baubedingt nur Wechselspannung sein. Es bedeutet aber nicht, dass elektromagnetische Induktion immer Wechselspannungen produziert. Es gibt übrigens auch Unipolargeneratoren, die Gleichspannung induzieren.
Ich glaube du hast mir sehr viel wichtiges mitgegeben, vielen Dank. Desweiteren denke ich, dass das Nachweisen warum es baubedingt eine Wechsel- und keine Gleichspannung ist nicht vonnöten, sondern vielmehr das Nachvollziehen der sinusförmigen Darstellung der Wechselspannung in einem Messwerterfassungssystem.
Hallo ich bin Heilaw, ich hätte gern mal das du meine Antwort beurteils. Gib doch einfach mal dein Senf dazu.
Habt ihr nicht die Experimente dazu gemacht und die InduktionsGleichung behandelt?
Es muss sich der magnetische Fluss innerhalb einer Leiterschleife ändern, damit es zu einer Induktion kommt! Dazu ändert man die Flussdichte, auch in dem man den Abstand ändert, oder die Wirkfläche der Schleife, indem deren Größe, oder zB Anstellwinkel geändert wird!
Der SinusVerlauf entsteht durch die Drehung!
Arbeitet man mit einer Feldspule würde bei einem Gleichstrom nur beim Ein und Ausschalten ein SpannungsStoß entstehen. Lässt man den Strom linear ansteigen, entsteht eine konstante Gleichspannung, deren Wert von der Geschwindigkeit des StromAnstiegs abhängt! Ein Sinus-förmiger StromVerlauf erzeugt wieder eine Sinus-förmige Spannung! Ein DreiecksStrom erzeugt eine RechtecksSpannung! Ein RechtecksStrom erzeugt SpannungsImpulse...eben immer nur so, wie die ÄNDERUNG verläuft!
Ich weiß nicht ob ich richtig liege. Entscheident ist die Magnetische Polung bei der Induktion ob ein Wechselstrom oder ein Gleichstrom induziert wir. Stellt man sich vor man hätte einen Generator mit einer Spule im Rotor und 2 Permanetmagnete im Stator wo die Nordpole zu Rotor zeigen. Ich meine in der Rotorspule würde dann durch drehen des Rotors eine Sinusförmige Gleichspannung induziert.
Dreht man einen Magneten um so das der Südpol zum Rotor zeigt wird eine Sinusförmige Wechelsspannung induziert.
Nein. Ein Gleichanteil kann nur entstehen wenn eine größe (Feld oder Fläche) durchgehend Größer wird.
Daher kann man auf Dauer auch keine Gleichspannungen übetragen.
Ich glaube die Richtung der magnetischen Feldlinien haben keinen Einfluss ob Gleich- oder Wechselspannung rauskommt. Trotzdem vielen lieben Dank :)
würde dann durch drehen des Rotors eine Sinusförmige Gleichspannung induziert.
was ist eine sinusförmige Gleichspannung?
ich denke, diese Überlegung ist nicht richtig.
Was du meinst, ist ein DC-Offset über die induzierte AC-Spannung oder das Neutralisieren der negativen Anteile.
Aber ein Permanentmagnet kann gar keine Spannung induzieren, wenn keine Flussänderung (Fläche oder B-Feld) stattfindet. Also kann damit weder ein Offset erzeugt werden, der die Wechselspannung über die Nulllinie hebt, noch kann damit der negative Teil der induzierten Spannung unterdrückt werden.
Das gleiche passiert, wenn du mit einem Permanentmagneten mit z.B. immer dem Nordpol vor einer Spule hin- und her fährst: du bekommt trotzdem eine symmetrische +/- Sinusspannung.
- Doch, induzierte Gleichspannung ist möglich, einfach nicht ewig. Das Induktionsgesetz sagt, dass die Spannung proportional zur Aenderung ist. Eine Aenderung kann bekanntlich nicht ewig dauern.
- Deshalb muss man die induzierte Spannung mit einem sich wiederholenden Vorgang bewerkstelligen, und dazu bietet sich halt primär die Rotation an. Bei Rotation ist fast alles sinusförmig (veranschaulichbar an den "Schatten" des rotierenden Zeigers). Und dann ist auch die induzierte Spannung ein Sinus und damit eine Wechselgrösse.
Hallo ich bin Heilaw, ich hätte gern mal das du meine Antwort beurteils. Gib doch einfach mal dein Senf dazu.
Super danke, aber warum ist es genau eine Wechselspannung und keine Gleichspannung?