Spannungserzeugung durch Induktion

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Autor
Spannungserzeugung durch Induktion

    







BID = 434534

Rahmenantenne

Schriftsteller



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Hallo,

ich habe auf meiner Homepage ein paar Sätze zu Spannungserzeugung durch Induktion geschrieben. Und zwar so, wie ich es mal gelernt habe und wie es auch in meinem Fachkundebuch drinstand:

Befindet sich eine Leiterschleife in einem Magnetfeld, welche sich im Verhältnis zur Leiterschleife ändert, so wird in der Leiterschleife für die Dauer der Änderung eine Spannung induziert. Soweit ist das ja richtig.

Dann habe ich aber auch noch das erwähnt:
Wenn sich z. B. der Leiter in einem Magnetfeld bewegt, so bewegen sich auch die freien Elektronen in diesem mit. Sich in einem Magnetfeld bewegende Elektronen werden von der Lorentzkraft senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung abgelenkt. Dadurch sammeln sich die Elektronen auf einer Seite des bewegten Leiters, so daß hier ein Elektronenüberschuß entsteht. So stand es auch in meinem Fachkundebuch.


Letzte Woche kam eine Mail von einem Physikstudenten. Was ich da beschrieben hätte mit der Lorentzkraft wäre nur der Halleffekt. Dieser ist aber NICHT der Grund für die Entstehung der Spannung! Ganz im Gegensatz muß sogar gegen die Lorentzkraft angetrieben werden, die aus den fließenden Induktionsstrom resultiert, sonst wäre die Energieerhaltung verletzt.

Der Hall-Effekt und die Lorentzkraft ist nur bei Motoren von Bedeutung, denn hier wird Strom durch eine Spule in einem Magnetfeld geschickt, die Elektronen werden durch die Lorentzkraft abgelenkt und der Leiter setzt sich so mechanisch in Bewegung.

Wenn das aber so richtig ist (?) frage ich mich, warum das nicht so in den Fachkundebüchern drinsteht, sondern wie oben geschrieben?

Andererseits ist das jetzt auch so eine Sache, sofort jemanden zu glauben, der andererseits kein Elektrofachmann und auch noch in der Ausbildung ist.... Vielleicht weiß hier von den Fachleuten ja jemand genaueres dazu, was nun wirklich richtig ist.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Rahmenantenne am  4 Jun 2007 22:13 ]

BID = 434634

perl

Ehrenmitglied



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Zitat :
habe auf meiner Homepage ein paar Sätze zu Spannungserzeugung durch Induktion geschrieben.
Warum tust du soetwas, wenn du es selbst nicht genau verstanden hast ?

Zitat :
Befindet sich eine Leiterschleife in einem Magnetfeld, welche sich im Verhältnis zur Leiterschleife ändert, so wird in der Leiterschleife für die Dauer der Änderung eine Spannung induziert. Soweit ist das ja richtig.
Das ist nicht richtig, sondern unsauber formuliert.

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Rahmenantenne

Schriftsteller



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Was soll daran denn unsauber formuliert sein, wie kann man das besser formulieren?

Die Leiterschleife muß ja von einem Magnetfeld durchsetzt sein und diese Durchsetzung muß sich fortlaufend ändern. Dazu kann man entweder die Leiterschleife bewegen oder sie steht still und das Magnetfeld (der Magnet) bewegt sich. Eine dritte Möglichkeit, das beide sich gar nicht bewegen und sich nur die Stärke des Magnetfeldes selbst ständig ändert. Letzteres ist ja bei der Selbstinduktion der Fall. So kenn ich das!

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Rahmenantenne am  5 Jun 2007 15:07 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Rahmenantenne am  5 Jun 2007 15:07 ]

BID = 434647

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5320


Zitat : Rahmenantenne hat am  5 Jun 2007 15:07 geschrieben :

Dazu kann man entweder die Leiterschleife bewegen oder sie steht still und das Magnetfeld (der Magnet) bewegt sich.
Das ist auch nicht ganz sauber formuliert.
Man muss sie nicht nur einfach bewegen, sondern so, dass sich die efektive vom B-Feld durchsetzte Fläche sich ändert, z.B. durch drehen.

Und um ehrlich zu sein, es sind keine drei verschiedene Möglichkeiten sondern ein und dieselbe (ok, aus verschiedenen Blickwinkeln), jedes mal ändert sich nur der Fluss durch die Fläche, hier steht einiges dazu:
http://de.wikipedia.org/wiki/Induktion_%28Elektromagnetismus%29


P.S.
Warum du von einer Leiterschleife plötzlich zur Selbstinduktion springst, ist mir auch nicht wirklich klar.
Als Beispiel ist es imho nicht wirklich brauchbar, besser wäre z.B. ein Trafo der mit einer Sinusspannung gefüttert wird.

BID = 434653

Rahmenantenne

Schriftsteller



Beiträge: 552
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Ja, korrekt heißt es also, der magnetische Fluss durch den Leiter muss sich fortlaufend ändern.

Natürlich kann man auch einen Trafo nehmen, der ja im Grunde aus vielen Leiterschleifen besteht, und an diesen eine Sinusspannung legen.

Ich kann aber an die Spule auch eine Gleichspannung legen. Der Strom baut dann ein Magnetfeld auf und durch diese Feldänderung wird eine Spannung in der Spule erzeugt, die mit freundlicher Genehmigung von Herrn Lenz immer so gepolt ist, das sie den Anstieg des Stromes verzögert.

Knips ich die Gleichspannung wieder ab, so bricht das Magnetfeld zusammen und durch diese Feldänderung wird in der Spule wieder kurzzeitig eine Spannung induziert. Diese ist so gepolt, das der Strom in gleicher Weise weiterfließt und nur langsam auf Null sinkt.

Bei Wechselspannung findet dieser Vorgang wegen der ständigen Umpolung der Spannung eben ständig statt.

BID = 434696

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5320

Wie du selber sagtst, einmal redest du von einer Leiterschleife mit externem Feld, dann plötzlich über einem Draht und ein paar (interne) Felder.


Zitat :
Ja, korrekt heißt es also, der magnetische Fluss durch den Leiter muss sich fortlaufend ändern.
Meinst eher eine Leiterschleife, oder?


P.S.
@Rahmenantenne, du brauchst mir nichts zu erklären, ich kann den Kram.
Wollte nur darstellen, was ich als seltsam sehe und dir evt. eine Rechtfertigung oder Begründung entlocken, ist aber auch egal.

BID = 434876

caes

Stammposter



Beiträge: 473


Zitat :
Rahmenantenne hat am  5 Jun 2007 16:37 geschrieben :


Ich kann aber an die Spule auch eine Gleichspannung legen. Der Strom baut dann ein Magnetfeld auf und durch diese Feldänderung wird eine Spannung in der Spule erzeugt, die mit freundlicher Genehmigung von Herrn Lenz immer so gepolt ist, das sie den Anstieg des Stromes verzögert.



Hi Rahmenantenne,

die anderen deuteten es schon an. Du musst es genauer beschreiben.

Bei einer Spule ist wichtig zu wissen, ob Du eine ideale Induktivität oder eine RL-Ersatzschaltung meinst. Da Du Induktion beschreiben willst, macht eher ersteres Sinn.

Eine ideale Spule an Gleichspannung befindet sich im Spannungsgleichgewicht. Die Maschenregel verlangt das so. Die induzierte Spannung ist gleich der Quellspannung.

Weiter. Das Magnetfeld baut sich nicht irgendwie auf, sondern proporitonal zum Strom, und dieser steigt linear an, im Idealfall auf 100 Mrd. Giga-Ampere, wogegen auch Herr Lenz nichts einzuwenden hätte.

Ich vermute, das ist Dir nicht so ganz klar.





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perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
im Idealfall auf 100 Mrd. Giga-Ampere, wogegen auch Herr Lenz nichts einzuwenden hätte.
Der Herr Lenz nicht, aber die Hüter des SI.
Danach sind nämlich doppelte Vorsätze nicht erlaubt und gemischtsprachige schon garnicht.
Richtig müsste dieser Wert 100 Exaampere oder 0,1 Zettaampere heißen.

Erinnerst du dich an die in alten englischsprachigen Schaltplänen oft anzutreffenden µµF anstelle von pF ?
Afaik gab es hierzulande solche Grausamkeiten nie, sondern entweder waren das pF oder cm, wobei auch die letzte Kapazitätsangabe auf solidem physikalischem Boden steht.



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BID = 435274

caes

Stammposter



Beiträge: 473


Zitat :
perl hat am  6 Jun 2007 21:55 geschrieben :

Der Herr Lenz nicht, aber die Hüter des SI.
Danach sind nämlich doppelte Vorsätze nicht erlaubt und gemischtsprachige schon garnicht.
Richtig müsste dieser Wert 100 Exaampere oder 0,1 Zettaampere heißen.


Womit Du nun auch noch dem Herrn Riese Tribut gezollt hättest.

(Die beknackt anmutende Größenangabe war Absicht.)


>Erinnerst du dich an die in alten englischsprachigen Schaltplänen oft anzutreffenden µµF anstelle von pF ?

Bedaure nein, aber auf solche Eastereggs stößt man bei den Amis immer mal wieder.


>Afaik gab es hierzulande solche Grausamkeiten nie, sondern entweder waren das pF oder cm, wobei auch die letzte Kapazitätsangabe auf solidem physikalischem Boden steht.

Zentimeter als Kapazitätsangabe? Komischer Trick.





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Rahmenantenne

Schriftsteller



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Zitat :

Weiter. Das Magnetfeld baut sich nicht irgendwie auf, sondern proporitonal zum Strom, und dieser steigt linear an, im Idealfall auf 100 Mrd. Giga-Ampere, wogegen auch Herr Lenz nichts einzuwenden hätte.
Ich vermute, das ist Dir nicht so ganz klar.


Doch das ist mir klar das der Strom das Magnetfeld aufbaut und das der Strom eben nicht sofort "voll" da ist, wie bei ohmschen Widerständen, sondern langsam ansteigt ansteigt.

Reine Induktivitäten gibt es ja bekannterweise nicht. Eine Spule hat ja immer einen ohmschen Widerstand. Ich habe den Versuch mit der Spule an Gleichspannung früher selbst gemacht und die Induktionsspannung war höher als die Quellenspannung.

Und was die Genauigkeit angeht, ich will daraus auch keine Doktorarbeit machen. Dafür gibt es ja spezielle Fachbücher.

BID = 435514

caes

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Beiträge: 473


Zitat :
Rahmenantenne hat am  8 Jun 2007 14:23 geschrieben :


Eine Spule hat ja immer einen ohmschen Widerstand. Ich habe den Versuch mit der Spule an Gleichspannung früher selbst gemacht und die Induktionsspannung war höher als die Quellenspannung.



Dann war sie aber nicht mehr an der Quellenspannung, oder?



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BID = 435657

Rahmenantenne

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Solange die Spule ständig an konstanter Gleichspannung hängt, passiert ja nicht viel, weil Magnetfeld und -fluss gleichbleiben. So hab ich das mal gelernt.


Zitat :

Dann war sie aber nicht mehr an der Quellenspannung, oder?


Genau! Spannung wird ausgeknipst, Magnetfeld in der Spule bricht zusammen und pling, ein kurzer Spannungsstoß.

Frach mich aber nicht mehr wieviel, ich weiß nur noch das es mehr war wie die Quellenspannung. Wenn ich wieder Zeit und Lust zum Basteln habe, mach ich den Versuch nochmal mit verschiedenen Spulen die hier rumliegen und ner Mignonzelle. Letzeres ist wichtig weil bei Spulen an Gleichspannung nur der ohmsche Widerstand zum Tragen kommt, und der ist ja meist nicht sonderlich hoch!


[ Diese Nachricht wurde geändert von: Rahmenantenne am  9 Jun 2007 22:09 ]

BID = 435666

caes

Stammposter



Beiträge: 473


Zitat :
Rahmenantenne hat am  9 Jun 2007 22:00 geschrieben :

Solange die Spule ständig an konstanter Gleichspannung hängt, passiert ja nicht viel, weil Magnetfeld und -fluss gleichbleiben. So hab ich das mal gelernt.


Zitat :

Dann war sie aber nicht mehr an der Quellenspannung, oder?


Genau! Spannung wird ausgeknipst, Magnetfeld in der Spule bricht zusammen und pling, ein kurzer Spannungsstoß.



Du meinst offenbar, dass Du die Spannungsquelle abtrennst, so dass die Spule danach in der Luft hängt. Dann entlädt sie ihre Energie in einem kurzen Hochspannungsimpuls. Schaltest Du die Spannung auf Null, und die Spule verbleibt am Innenwiderstand, dann klingt der Strom langsam auf Null ab OHNE Spannungsüberhöhung.





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BID = 435672

Rahmenantenne

Schriftsteller



Beiträge: 552
Wohnort: Kiel
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Zitat :

Du meinst offenbar, dass Du die Spannungsquelle abtrennst, so dass die Spule danach in der Luft hängt. Dann entlädt sie ihre Energie in einem kurzen Hochspannungsimpuls. Schaltest Du die Spannung auf Null, und die Spule verbleibt am Innenwiderstand, dann klingt der Strom langsam auf Null ab OHNE Spannungsüberhöhung.


Genau so!


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