Advent, Advent, 1 Monat weihnachtliche Laufzeit geschenkt.

Nicht bis zur Bescherung warten, Aktion nur gültig bis zum 18.12.2016!

Textversion des Videos

Transkript Allgemeines Induktionsgesetz

Hallo und herzlich willkommen zur "Physik mit Kalle". Wir beschäftigen uns heute aus dem Gebiet Elektrizität und Magnetismus mit dem allgemeinen Induktionsgesetz. Für dieses Video solltet ihr bereits die Filme über "Magnetischen Fluss" und "Magnetische Flussdichte" sowie über das Magnetfeld einer langen stromdurchflossenen Spule gesehen haben. Wir lernen heute: Was das allgemeine Induktionsgesetz ist, wovon die induzierte Spannung abhängt und wie man sie berechnen kann. Das allgemeine Induktionsgesetz ist ein sehr wichtiges Gesetz. Und es besagt: Ändert sich der magnetische Fluss Φ durch eine Fläche A, so entsteht, entlang der die Fläche umschließenden Linie, eine Spannung Ui, die man die Induktionsspannung nennt. Wovon aber hängt nun diese Spannung ab? Das Induktionsgesetz wurde ca. zwischen 1830 und 1832 von Michael Faraday entdeckt. Damals war ja schon bekannt, dass man Hilfe einer Spule ein Magnetfeld erzeugen kann. Um das einmal kurz zu wiederholen, das funktioniert so: An eine Spule wird eine Spannung U angelegt. Dadurch fließt durch die Spule der Strom I und das wiederum verursacht den magnetischen Fluss Φ durch die Spule. Es wird hier also aus Elektrizität Magnetismus erzeugt. Und Faraday war überzeugt, dass man diesen Vorgang auch umkehren kann. Also, durch Magnetismus Elektrizität erzeugen kann. Er bewies seine Behauptung, in dem er eine Spule nahm, sie an einen Spannungsmesser anschloss und dann einen Stabmagneten durch eine Spule hinein und wieder heraus bewegte. Durch die Bewegung des Magneten ändert sich der Fluss, der die Spule durchsetzt oder, anschaulicher gesagt, ändert sich die Anzahl der Feldlinien, die unsere Spule durchsetzt und diese Flussänderung ist verantwortlich für die induzierte Spannung Ui. In seinen Experimenten fand Faraday heraus, dass die Induktionsspannung von verschiedenen Faktoren abhängt. Nämlich: der Stärke der Flussänderung (je größer die Flussänderung desto größer die Spannung), der Geschwindigkeit der Flussänderung (je schneller sich der Fluss ändert, desto größer die Spannung), außerdem hatte noch die Art der verwendeten Spule einen großen Einfluss. Durch die Bewegung des Magneten ändert sich der Fluss, der die Spule durchsetzt oder, anschaulicher gesagt, ändert sich die Anzahl der Feldlinien, die unsere Spule durchsetzt und diese Flussänderung ist verantwortlich für die induzierte Spannung Ui. So, nach dem wir alle Faktoren gesammelt haben, die Einfluss auf die Spannung haben, wollen wir uns einmal die Formel ansehen, mit der wir sie berechnen können. Die Formel für die induzierte Spannung Ui ist: Ui = - N( dΦ/dt). Und diese Formel nennt man auch das allgemeine Induktionsgesetz. Wir wollen aber noch kurz, zum besseren Verständnis, einen genaueren Blick auf die in der Formel auftauchenden Faktoren werfen. N ist die Windungszahl der verwendeten Spule. Wie wir im Video über den magnetischen Fluss schon gehört haben, ist Φ das Skalarprodukt von B und dA über die Fläche A. Das heißt, dΦ nach dt, die zeitliche Ableitung des magnetischen Flusses, enthält also die Stärke der Flussänderung, die Geschwindigkeit der Flussänderung und die Fläche A, die die Querschnittsfläche der Spule ist. Damit haben wir jetzt also schon alle Faktoren aus dem letzten Kapitel in unserer Formel gefunden. Das Einzige. was uns jetzt noch wundern könnte, ist das Minuszeichen. Und wenn ihr euch fragt, warum das da steht, das ist gar keine dumme Frage. Ich kann euch fürs Erste nur so viel sagen: Das Minuszeichen steht da wegen der Energieerhaltung, und wenn ihr wissen wollt, warum das so ist, müsst ihr euch das Video zur "Lenzschen Regel" ansehen. Wir wollen nochmal wiederholen, was wir heute gelernt haben: Unter Induktion versteht man das Entstehen einer Spannung Ui entlang der die Fläche A umschließenden Linie, wenn sich der magnetische Fluss Φ durch A ändert. Man sagt auch, Ui wird durch die Flussänderung induziert. Die induzierte Spannung Ui hängt ab von der Stärke und Geschwindigkeit der magnetischen Flussänderung sowie der Windungszahl der Spule und ihrer Querschnittsfläche. Die Formel für die induzierte Spannung ist: Ui = - N( dΦ/dt). So das wars schon wieder für heute, ich hoffe ich konnte euch helfen. Vielen Dank fürs Zuschauen. Vielleicht bis zum nächsten Mal, euer Kalle. 

Informationen zum Video
6 Kommentare
  1. Default

    Sehr hilfreiches Video

    Von Mononikita, vor 10 Monaten
  2. Default

    *die Dichte und Richtung der Feldlienien

    Von Mira E, vor mehr als einem Jahr
  3. Default

    kann man B auch für fi berechnen? Also die Dichte und Richtung für die Gesamtfläche?
    Wieso wird hier gesagt, dass fi das Skalarpdodukt von B und dA über der Fläche A is?? ich dachte fi ist die Gesamtheit aller Feldlinien...wieso dann plötzlich "über die Fläche dA? und wieso das "d" ????! was hat die Ableitung mit dem Ganzen zu tun???

    Von Mira E, vor mehr als einem Jahr
  4. Maximilian

    @David Brunner1000: Die Formel dPhi/dt ist als Gesamtterm zu verstehen und bedeutet "die differenzielle Änderung des Magnetischen Flusses nach der Zeit". Der gesamte Term beschreibt also die zeitliche Änderung des Magnetflusses.
    Was der Magnetische Fluss überhaupt ist, wird sehr schön in Kalle's Video "Der magnetische Fluss und die magnetische Flussdichte" erklärt.

    Von Maximilian T., vor mehr als 2 Jahren
  5. Default

    Was kann man sich genau unter der ableitung von dem mag. Fluss bzw. Der zeit vorstellen?

    Von David Brunner1000, vor mehr als 2 Jahren
  1. Default

    Es hat mir sehr geholfen, danke...

    Von Deleted User 111177, vor fast 3 Jahren
Mehr Kommentare