Induktion (10. Klasse)?
Hallo!!
Ich verstehe die Aufgabe irgendwie nicht (ich bin nicht sehr gut in Physik)
In der Aufgabe steht dass der Magnet gedreht wird und dann die Frage was man bei dem Messgerät beobachten kann.
Und was man beobachten kann sieht man ja auf dem Bild, also das mit 0,3V-, Nullpunkt in Skalenmitte und 400-600 Windungen.
Aber ich verstehe nicht was das bedeutet? Also was 0,3V- bedeutet, oder diese 400-600 Windungen.
Ich bin mir nicht sicher ob der Magnet sich um die eigene Achse dreht und deswegen da ein Nullpunkt in der Skalenmitte ist, oder ob das aus einem anderen Grund so ist.
Ich hoffe ihr könnt mir da helfen, danke im voraus 🙏✨
2 Antworten
Wenn der Stabmagnet in der Darstellung um seine Längsachse (axial) gedreht wird, dann entsteht in der Zylinderspule keine Induktionsspannung, weil sich die magnetische Flussdichte, welche die Querschnittsfläche der Spule durchsetzt, sich zeitlich nicht ändert. Das Messgerät (Spannungsmesser für Gleichspannung mit einem Messbereich von 0,3 Volt) zeigt folglich auch keine Spannung an.
Gruß, H.
Die Anzahl der Windungen der Spule ist hierbei nicht von Bedeutung. Sie sollte nur groß genug sein, damit auch die Induktionsspannung, falls eine vorhanden wäre, mit dem Spannungsmesser im 0,3 Volt-Messbereich gemessen werden könnte. Da aber im vorliegenden Fall keine Induktionsspannung entsteht, ist die Windungszahl quasi bedeutungslos.
Auch wenn der Stabmagnet im Spuleninneren axial gedreht wird entsteht keine Induktionsspannung. Es ist also nicht relevant für dieses Experiment, dass der Stabmagnet außerhalb der Spule axial gedreht wird. Anders wäre es, wenn der Stabmagnet in axialer Richtung in Richtung des Spuleninneren verschoben würde. Das hätte nämlich eine Induktionsspannung zur Folge.
Also sollte die Antwort so sein?: Am Messgerät kann man beobachten dass der Zeiger am Voltmeter bei Null (0,3V) ist, da sich der Magnet axial bewegt.
Aber wieso entsteht da keine Spannung wenn sich der Magnet um die eigene Achse dreht?
Das Magnetfeld des Stabmagneten ist axialsymmetrisch (siehe Feldlinienmodell). Dadurch erfährt die Spule keine Änderung des Magnetfeldes oder genauer gesagt, keine Änderung der magnetischen Flussdichte, wenn der Stabmagnet um seine Längsachse gedreht wird. Aber gerade die Änderung der magnetischen Flussdichte ist bei diesem Induktionsvorgang die Vorraussetzung für die Entstehung einer Induktionsspannung.
Und bei der anderen Antwort hast du ja geschrieben dass das Minus bei Volt da ist weil es eine Gleichspannung ist, aber wenn sich der Magnet in der Spule bewegen würde, wäre dass dann eine Wechselspannung?
Deshalb hat das Messinstrument eine Mittenstellung. Beim Hin- und Herbewegen des Magneten in der Spule würde sich die Polung der Gleichspannung bei jedem Richtungswechsel ändern und der Zeiger des Messgerätes in die jeweils andere Richtung "ausschlagen".
Genial gelöst - doch leider ist in der Zeichnung angegeben, um welche Achse der Magnet sich drehen soll. Und das ist nicht die Längsachse.
Hallo Ihr "Spezialisten", das ist doch eindeutig ! Der Magnet ist mittig befestigt und dreht sich NICHT axial (axial bedeutet, du drehst ihn entlang seiner inneren Achse, also so wie jemand vielleicht seine Zigarette zwischen zwei Fingern dreht - leider fällt mir kein besseres Bsp. ein), sondern wie ein Uhrzeiger, und dann wird sehr wohl eine Spannung induziert.
Die Drehachse habe ich übersehen und folglich die Bewegung des Magneten anders gedeutet. Die Drehbewegung um diese Achse bewirkt dann allerdings eine Induktionsspannung, die bei jeder vollen Umdrehung des Magneten eine Umpolung erfährt.
Danke für die grafische Auslegung der Abbildung.
Hallo Christina,
Du kannst hier noch mal nachlesen
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Induktion
Auf dem Bild das "V" ist ein Voltmeter, also ein Spannungsmesser, hier nur symbolisch. Der Zeiger ist in Nullstellung (bei 0 Volt) in der Mitte. Da der bewegte Magnet (ja, er dreht sich) eine Spannung in der Spule induziert wird sich der Zeiger hin und her bewegen.
Das ist eine Spule, das Magnetfeld bewegt darin die Elektronen, es entsteht eine Spannung.
Hier noch das Voltmeter
http://www.amplifier.cd/Test_Equipment/Hewlett_Packard/HP_meter/images/419A.jpg
Das ist kein Minuszeichen, sondern es besagt, dass es sich um Gleichspannung handelt, welche mit diesem Messgerät (Spannungsmesser) gemessen werden kann.
Das - sagt, dass das Voltmeter Gleichspannung misst, wenn da ein ~ steht, dann misst es Wechselspannung. Das - hat also hier nichts mit dem math. Minus zu tun.
Ich muss meine Aussage von oben etwas korrigieren. In eine Drehrichtung wird sich der Zeiger nach rechts, also plus bewegen, in anderer Drehrichting nach minus.
Und wenn sich der Magnet in der spule bewegen würde, wäre es dann eine Wechselspannung?
Würde die Antwort gehen?: Am Messgerät kann man beobachten dass der Zeiger am Voltmeter bei Null (0,3V) ist da sich der Magnet nicht in der Spule bewegt sondern nur außerhalb.
Und bedeuten diese 400-600 Windungen dass das Draht 400-600 mal gedreht wurde um die Spule?