Technische Universität Berlin Institut für Energie- und ...

Grundlagen der Elektrotechnik
1.1.11 Wirbelströme
Induktion: Zur Erzeugung von Induktionsspannungen sind keine Leiter erforderlich!
In jedem Volumen, in dem sich ein magnetischer Fluss zeitlich ändert, entstehen induzierte
Spannungen, die bei Vorhandensein von Ladungsträgern einen Stromfluss zur Folge haben.
Bei konstantem Magnetfeld kann ein Wirbelstrom durch Bewegung einer metallischen Platte
in dieser erzeugt werden.
Entstehung: Eine Ladung q trete mit der Geschwindigkeit v v senkrecht in ein Magnetfeld
der Induktion B uv ein. Aufgrund der Lorentzkraft wird die Ladung senkrecht zu v und
v uv
B
abgelenkt, bei passender Kraft auf einen Kreis (siehe Abb. 1.1.35) .
Abbildung 1.1.35.: Entstehung von Wirbelströmen
Transformatoren: Im Eisenkern eines Transformators ändert sich der Magnetfluss und nach
dem Induktionsgesetzt werden dann auch Spannungen im Eisenkern induziert. Die Feldlinien
dieser Spannungen sind in sich geschlossen und erzeugen aufgrund der vorhandenen
Ladungsträger Kreisströme im Eisen, so genannte Wirbelströme, die das Material erwärmen.
Man will die Wirbelstromverluste möglichst klein halten, um einen hohen Wirkungsgrad zu
erzielen.
Realisierung: Die magnetischen Bauteile werden nicht als massiver Eisenkern realisiert,
sondern in der Form von dünnen Eisenblechen, die elektrisch isoliert werden durch dünne
Papier- oder Lackschichten und so den Magnetkern bilden. Zusätzlich wird der elektrische
Widerstand der eingesetzten Bleche durch Zugabe von Silizium erhöht.
Prof. Dr. Ing. Rolf Hanitsch
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