Elektrische Induktion: Weshalb eilt die Spannung dem Strom vor?

4 Antworten

Weil zuerst eine Spannung anliegt, deren Strom nicht aus der Spule herausfließt sondern in den Aufbau des Magnetfeldes fließt. Erst dann fließt etwas weiter... vereinfacht gesagt. Beim Kondensator ist es anders herum: Die Spannung am Kondensator baut sich erst mit zunehmender "Fütterung" durch Strom auf.

Daher spricht man bei der Spule vom nacheilenden Strom, weil der erst nach dem Aufbau des Magnetfeldes weiter fließt währenddessen ein Kondensator erst mal voreilend mit Strom "gefüttert" werden muß, um hier Spannung aufzubauen.

Wenn Du hier nicht aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise Schule oder Studium, den Elektronen nachjagen mußt, würde ich das auch nicht machen sondern bei diesem einfachen Sachverhalt bleiben. Aus elektrotechnischer Sicht sieht das dann praktisch nur noch so aus, daß im Wechselspannungskreis bei der Induktivität der Strom um 90° phasenverschoben der Spannung hinterherhinkt, also nacheilt, während beim Kondensator der Strom der Spannung um 90° vorauseilt.

Mfg

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Berufliche Erfahrung

Ich bin mir nicht ganz sicher, auf was du hinaus möchtest. Ist es der Merkspruch: "An Induktivitäten, Ströme sich verspäten"? Den Spruch fand ich schon immer bisschen blöd - er bezieht sich auf Wechselspannungen, die von außen an eine Spule angelegt werden. Hintergrund ist, dass wenn eine Spannung angelegt wird, ein bestimmter Strom fließen möchte... Aber der Strom wird durch die Selbstinduktion gehemmt. Die Spule baut zunächst eine Induktionsspannung auf, die der Ursache entgegen wirkt. Der Aufbau des Magnetfeldes braucht Zeit.

Redest du davon, dass von der Induktionsspannung die Rede ist, die Ursächlich für einen Strom ist? Aber auf der anderen Seite die Induktionsspannung durch Ladungsträgerverschiebung (und somit Strom) zustande kommt?

Das liegt eher an unterschiedlichen Betrachtungsweisen. Dass ein veränderliches Magnetfeld eine Spannung erzeugt, stammt aus den faradayschen Induktionsgesetz und wurde später in die Maxwellgleichungen aufgenommen. Zu der Zeit gab es noch kein Wissen über die genauen physikalischen Zusammenhänge, Lorentzkraft...
Die Aussage ist aber auch: Es braucht quasi keinen geschlossenen Stromkreis, um die Spannung messen zu können und wenn ein geschlossener Stromkreis vorliegt, ist der Strom entsprechend abhängig vom Widerstand.

Die Lorentzkraft als Ursache der Bewegung der Elektronen kam erst später mit der speziellen Relativitätstheorie. Im Grunde ist sie ein Ergebnis der Herleitung, dass Magnetismus kein eigenes Phänomen ist, sondern auf relativistische Effekte und die elektrische Coulombkraft zurückzuführen ist.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – ETiT studiert, Hobbybastler

Dieser Strom bei der Ladungstrennung entsteht aber eben nur in der Spule selbst und hat mit dem restlichen Stromkreis nichts zu tun. Daher baut sich in der Spule eine Spannung auf. Daher entsteht auch wenn man eine Spule im Gleichstromkreis betrachtet eine Spannung durch selbst Induktion. Es wird eine Spannungsquelle angeklemmt und innerhalb der Spule fließt ein kleiner Strom welcher für ein Magnetfeld sorgt und eine Spannung in die Spule selbst wieder induziert, der dann der außen angelegten Spannung entgegen wirkt. Diese Spannung ist genauso groß wie die außen angelegte Spannung. Wenn es keine Magnetfeldänderung mehr gibt, wird auch nichts mehr induziert und es kann ein Strom beginnen zu fließen. Du wirst dann einen langsamen Anstieg des Stromes sehen:

nach außen betrachtet fließt kein Strom aufgrund aber der Ladungstrennung eben durch die induzierte Spannung haben wir eine Spannung dort anliegen der der außen angelegten Spannung entgegenwirkt und seine Ursache zu hemmen versucht.

Die Rotation eines magnetischen Feldes führt zu der negativen Ableitung der Rotation eines elektrischen Feldes währe dem nicht so, würde das elektrische Feld durch das magnetische Feld sogar noch mehr an Energie gewinnen und zusätzlich beschleunigt das ist aber nicht das was wir in unseren experimenten etc sehen. Darum auch das Minus im Induktionsgesetz ansonsten hätten wir ein Problem im Energieerhaltungssatz :)

 - (Technik, Technologie, Elektrotechnik)

Du musst unterschieden zwischen der Spannung der Spannungsquelle und der Spannung AM Bauteil ( Spannungsfall )

Aus der Spannungsquelle kann nur Strom fliesen wenn ein Potentialunterschied ( Spannung ) da ist.

Dort ist immer zuerst Spannung bevor Strom fliest.

Misst man an einem Ohmischen Widerstand den SPANNUNGSFALL und den Strom, der durch fliest, sieht man , das mit einsetzen des Stromflusses (wegen der Spannung der Spannungsquelle ) eine Spannung (Spannungsfall) am widerstand Messbar wird : Stromfluss durch das Bauteil und Spannungsfall am Bauteil misst man GLEICHZEITIG

AN einem Kondensator misst man erst einen Stromfluss.Er wirkt zunächst wie ein Kurzschluss. Der Strom lädt den Kondensator auf . Mit der Aufladung Erhöht sich erst sein Widerstand , an dem misst man nun den Spannungsfall SPÄTER als den Stromfluss durch das Bauteil

An einer Spule misst man zuerst eine Spannung (Spannungsfall ) , da sie zunächst wie ein unendlich hoher Widerstand wirkt.

Sie wird erst langsam niederohmiger und somit setzt der Stromfluss durch die Spule später ein. Den SPANNUNGSFALL misst man FRŰHER als den Stromfluss durch das Bauteil.

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