Induktion Elektrotechnik - Definition auf KuiperGuertel.De

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elektromagnetischer Induktion

versteht man das Entstehen einer elektrischen Spannung .html">Leiter .html"> (Draht), der ein veränderliches Magnetfeld | (Magnetfeld) umschließt. Die Induktion wurde von Michael Faraday | (Michael Faraday) entdeckt bei dem Bemühen, die Funktionsweise eines Elektromagnet | (Elektromagnet)en („Strom erzeugt Magnetfeld“ umzukehren („Magnetfeld erzeugt Strom“.

Induktionsgesetz

Die Stärke eines Magnetfeldes wird durch die magnetische Flussdichte ''B'' beschrieben, die man sich etwa als Anzahl der Feldlinien pro Flächeneinheit (z. B. pro Quadratzentimeter vorstellen kann. Eine Fläche der Größe ''A'' umschließt daher insgesamt den magnetischen Fluss ::\Phi = B \cdot A. Eine zeitliche Änderung des Flusses d''Φ''/d''t'' induziert in einer Leiterschleife (Windung, die die Fläche ''A'' umfasst, die Induktionsspannung ::U_{ind} = - \frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t}. Besteht der Leiter aus einer Spule mit ''n'' Windungen, so addieren sich die in jeder Windung induzierten Spannungen zur Gesamtspannung ::U_{ind} = - n \cdot \frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t}.

Selbstinduktion

In einer Spule | (Spule (Elektrotechnik|Spule der Länge ''l'' mit ''n'' Windungen, in der ein elektrischer Strom ''I'' fließt, entsteht das Magnetfeld ::H = I \cdot \frac{n}{l} und damit die Flussdichte ::B = \mu_r \cdot \mu_0 \cdot H ::= \mu_r \cdot \mu_0 \cdot I \cdot \frac{n}{l}, mit einer vom Spule | (Spule (Elektrotechnik|Spulenkern abhängigen Materialkonstanten ''μ''r und der magnetischen Feldkonstanten μ0 = 4 · ''π · 10-7 H/m. Wegen ''Φ'' = ''B'' · ''A'' folgt dann ::U_{ind} = - n \cdot \frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t} ::= - n \cdot \mu_r \cdot \mu_0 \cdot \frac{\mathrm{d}I}{\mathrm{d}t} \cdot A \cdot \frac{n}{l} ::= - (\mu_r \cdot \mu_0 \cdot A \cdot \frac{n_2}{l} \cdot \frac{\mathrm{d}I}{\mathrm{d}t}. Die erste Klammer enthält nur Maße und (Material-Konstanten der Spule .html"> (Induktivität) ''L'' bezeichnet, d. h. ::U_{ind} = - L \cdot \frac{\mathrm{d}I}{\mathrm{d}t}. Die Änderung des Stroms in einer Spule induziert also in der Spule selbst eine Spannung.

Anwendung

Um eine Spannung zu induzieren, muss sich der magnetische Fluss ändern. Da er das Produkt aus Flussdichte | (Flussdichte) und Fläche ist, kann sich dazu entweder die Flussdichte ''B'' oder die Fläche ''A'' ändern. Eine Änderung der Fläche erreicht man, indem man die Spule in einem konstanten Magnetfeld dreht (die vom Magnetfeld durchsetzte Fläche ist null, wenn die Spule quer zum Magnetfeld steht, sie ist maximal, wenn das Feld die Spule axial durchsetzt oder einen Magneten in einer Spule. Nach diesem Prinzip wird in einem Generator (Dynamomaschine Strom erzeugt. Eine Änderung der Flussdichte erreicht man durch ein veränderliches Magnetfeld. Nach diesem Prinzip wird in der Sekundärwicklung eines Transformator | (Transformator)s eine Spannung induziert.

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Selbstinduktion

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