Elektromagnetismus – Teil 1: Grundwissen

Abbildung 13Experimentelle Untersuchungen ergaben:Die in einer Spule induzierte Spannung ist um so größer,• je stärker sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert,• je schneller die Änderung des von der Spule umfassten Magnetfeldes erfolgt,• je größer die Windungszahl der Spule ist.Außerdem ist die induzierte Spannung in einer Spule mit Eisenkern größer als in einer Spule ohneEisenkern.Den durch eine Induktionsspannung hervorgerufenen Strom nennt man Induktionsstrom. Die Richtungdes Induktionsstromes ist davon abhängig, in welcher Weise sich das von der Spule umfassteMagnetfeld ändert.2. Das lenzsche GesetzDurch elektromagnetische Induktion entsteht elektrische Energie. Nach dem Gesetz von der Erhaltungder Energie kann diese nur durch Umwandlung anderer Energien, z. B. der Bewegungsenergie,entstehen. Diese Erkenntnis wird im lenzschen Gesetz beschrieben.Ein Induktionsstrom ist stets so gerichtet, dass er der Ursache seiner Entstehung entgegenwirkt.Entdeckt wurde dieses Gesetz von dem deutschen Physiker HEINRICH FRIEDRICH EMIL LENZ (1804- 1865), der in St. Petersburg wirkte. Das Gesetz zeigt sich z. B. bei einer Spule, die sich in einemStromkreis befindet. Wird ein solcher Stromkreis, in dem sich eine Spule befindet, geschlossen, sosteigt die Stromstärke an. Um die Spule wird damit ein Magnetfeld aufgebaut. Dieses sich änderndeMagnetfeld umfasst die Spule selbst und induziert in der Spule eine Spannung und einen Strom.Diesen Vorgang nennt man Selbstinduktion.Nach dem lenzschen Gesetz ist der Induktionsstromso gerichtet, dass er beim Einschaltendem ursprünglichen Strom entgegenwirkt,diesen also schwächt. Dadurchsteigt die Stromstärke in einem solchenStromkreis nur allmählich an. Beim Ausschaltendagegen sinkt die Stromstärke aufgrundder Selbstinduktion in der Spule nurallmählich ab. Für die Stromstärke ergibtsich beim Ein- und Ausschalten ein charakteristischerVerlauf (Abb. 14).7Abbildung 14