Übungen zur Induktion: Flächenänderung - Scuffil.de

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Übungen zur Induktion: Flächenänderung
1) Eine Querstange aus Metall wird mit konstanter Geschwindigkeit v=1,5cm/s
reibungsfrei auf zwei parallelen, langen Metallschienen gezogen, die den Abstand
d=10,0cm haben und über den Widerstand R=100Ω verbunden sind. Das
homogene Magnetfeld hat die Flußdichte B=2,5mT. Zum Zeitpunkt t=0s befindet
sich de Querstange an der Stelle x 1 =4,0cm.
1.1) Wann wird im gestrichelten Leiterkreis innerhalb der nächsten 6 Sekunden
Spannung induziert? (Begründung)
1.2) Gib die Richtung der Spannung und des von ihr hervorgerufenen
Induktionstromes an.
1.3) Stelle für den Zeitraum von 0s bis 6s jeweils den:
1.3.1) magnetischen Fluß durch den gestrichelten Leiterkreis
1.3.2) den Betrag der induzierten Spannung und
1.3.3) den Betrag des Induktionsstroms
als Funktion der Zeit dar und zeichne die dazugehörigen Graphen
1.4) Warum benötigt man zum Ziehen der Stange eine Kraft? Berechne den Betrag
der Kraft.
2) In einem homogenen Feld der Flußdichte 0,2T befinde sich senkrecht zu den
Feldlinien eine kreisförmige Leiterscheife mit dem Radius 4,5cm und einem
Widerstand von 0,32Ω. Die magnetische Flußdichte nimmt linear in 3 . 10 -3 s auf
© Antje Scuffil

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Null ab. Welcher Strom fließt während des Vorgangs durch die Leiterschleife?
(1,3A)
3) In einem Magnetfeld der Flußdichte 0,58T wird in der Zeit 0,1s die Fläche der
kreisförmigen Leiterschleife halbiert (d=10,5cm) Berechne die induzierte
Spannung, wenn
3.1) die Fläche senkrecht zu B steht (2,5 . 10 -2 V)
3.2) wenn die Fläche einen Winkel von 30° mit B ein schließt (1,25 . 10 -2 V)
3.3) wenn sie parallel steht.
4) In einer Spule (n=2000; l=3,1cm; d=4,8cm) wird die magnetische Flußdichte
B=2,7 . 10 -2 T in 2s gleichmäßig auf Null geregelt. Berechne die Induktionspannung
(4,9 . 10 -2 V)
5) Eine kreisförmige Leiterschleife (d=6,5cm) liegt in einem homogen Magnetfeld der
Flußdichte 3,3 . 10 -2 T. Berechne den magnetische Fluß für die Fälle, daß der
Winkel zwischen dem Flächenvektor und der Flußdichte a) 90°, b) 60°, c) 45°,
d) 0°, e) 180° beträgt.
© Antje Scuffil

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