Wie funktioniert INDUKTION?
Ich weiß eigentlich wie Induktion funktioniert. Es muss eine Änderung des magnetisches Flusses stattfinden. Diese findet entweder durch die Änderung des magnetischen Feldes oder durch eine Änderung der durchsetzten Fläche statt.
Meine Erklärung:
Bei der Änderung der magnetischen Feldstärke habe ich mir gedacht, dass dies ein elektrisches Feld induziert und dieses auf die Elektronen im Leiter wirkt. Dadurch entsteht der Strom
Bei der Änderung der Fläche dachte ich (und ChatGPT), dass sich dadurch ja durch die Bewegung der Elektronen ein magnetisches Feld induziert wird und dieses mit dem Magnetfeld wechselwirkt. Die Lorenzkraft wirkt und es findet eine Ladungstrennung (also eine Spannung) statt.
Problem ist für mich, dass wenn bspw. ein Draht vollständig im Magnetfeld ist und bewegt wird, dass keine Spannung induziert. Wenn man es damit erklärt, dass sich der magnetische Fluss nicht ändert, macht es Sinn. Laut meiner Erklärung (die ja anscheinend definitiv falsch ist) müsste es aber dann auch Spannung induziert werden.
Ich versuche jetzt aber zu verstehen, wie genau die Spannung zustande kommt. Mein Schulbuch sagt wie erwähnt nur, dass eine Änderung des magnetischen Flusses nötig ist.
Kann es mir jemand erklären und/ oder mir gute Quellen zum Lernen vorschlagen?
2 Antworten
Ich bin nicht sicher, ob ich Deine Frage richtig verstanden habe. Wenn man eine Leiterschleife in einem homogenen, konstanten Magnetfeld dreht, kann man sich die entstehende Spannung durch die Lorentzkraft erklären, die auf die Elektronen im Leiter wirkt. Verschiebt man dagegen die Leiterschleife im homogenen Magnetfeld, wodurch sich der magnetische Fluss durch die Leiterschleife nicht ändert, so heben sich die Lorentzkräfte auf die Elektronen gegenseitig auf, es wird keine Spannung induziert.
Wenn ein Draht in einem Magnetfeld(inhomogen) sich bewegt, erfährt jedes Elektron die Lorentzkraft. Da ein sich veränderndes Magnetfeld ein elektrisches induziert, worauf die Elektronen sich bewegen. Dies induziert eine Spannung im Draht.
Den Gedankengang konnte ich nicht ganz nachvollziehen.
Problem ist für mich, dass wenn bspw. ein Draht vollständig im Magnetfeld ist und bewegt wird, dass keine Spannung induziert
Wann soll das der Fall sein? Nur dann wenn man an den Draht eine Gegenspannung anlegt, kann die gesamte 0 sein, dennoch wird eine induziert.
Nur wenn sich das Magnetfeld lokal nicht ändert, sprich sich nichts bewegt oder das Feld homogen (überall gleich stark ist), so wird nichts induziert.
Nimm zur Vereinfachung eine rechteckige Leiterschleife an, die entlang einer Seite durch ein Magnetfeld bewegt wird. In den beiden zur Bewegungsrichtung senkrechten Leiterteilen werden Lorentzkräfte induziert, die in entegengesetztem Umlaufsinn wirken. Insgesamt wird keine Spannung induziert.
Wenn man annimmt, dass das Magnetfeld konstant und homogen ist, und die Leiterschleife vollständig im Magnetfeld ist, kann man die Leiterschleife ja hin und her bewegen. Da kein Teil der Leiterschleife das Magnetfeld verlässt, gibt es keine Flächenänderung und somit keine Induktionsspannung. Das meinte ich damit.