Physik verstehen 4, Schulbuch

52 3  Arbeitsheft-Seite 24–25 Induktion und Generatoren 1. Was bedeutet elektromagnetische Induktion? Michael Faraday (  Seite 40) entdeckte 1831, dass man durch Magnetismus elektrischen Strom in Drahtspulen „hineinführen“ (= „induzieren“) kann. Strom nach Michael Faraday (Abb. 52.1)  E1, E2 Schließe an eine Spule (zB 1 200Windungen) ein Amperemeter (ca. 3mA =). Bewege einen Stabmagneten innerhalb der Spule hin und her. Was geschieht, wenn der Magnet in Ruhe bleibt und du die Spule bewegst? Stelle eine Vermutung auf. In der Spule entsteht eine Induktionsspannung nur dann, wenn der Magnet innerhalb der Spule oder die Spule über den Magneten bewegt wird. Ist der Stromkreis geschlossen, so fließt ein elektrischer Induktionsstrom. Die frei beweglichen Elektronen, die sich im Draht der Spule befinden, werden je nach Bewegungsrichtung des Magneten bewegt (Abb. 52.2). Die Stromstärke steigt! (Abb. 52.3)  E1, E4 Verwende zwei Spulen, zB mit 600 und 1 200Windungen. a) Bewege den Stabmagneten in den Spulen hin und her. Ist die Strom­ stärke unterschiedlich? b) Ziehe den Magneten sehr schnell bzw. ganz langsam aus der Spule. Welcher Unterschied ist am Amperemeter zu erkennen? c) Lege zwei gleiche Stabmagnete mit gleichen Polen aufeinander und bewege sie innerhalb der Spule. Wie ändert sich der Induktionsstrom? Der Ausschlag (die Anzeige) des Amperemeters zeigt einen deutlich stärkeren Induktionsstrom bei der Spule mit größerer Windungszahl an. Bewegst du den Stabmagneten mit höherer Geschwindigkeit innerhalb der Spule, vergrößert sich ebenfalls der elektrische Induktionsstrom. Bewegst du zwei gleiche Stabmagnete mit der gleichen Polung innerhalb der Spule, ist der Induktionsstrom durch das stärkere Magnetfeld doppelt so groß wie bei der Verwendung von nur einem Stabmagneten. V1 52.1 Strom nach Michael Faraday Wenn sich ein Magnetfeld in einer Spule oder in ihrer Nähe ändert, entsteht eine Induktionsspannung . Bei geschlossenem Stromkreis fließt dann ein elektrischer Induktionsstrom . M 52.2 Die Bewegung des Magneten erzeugt in den Spulenwindungen eine Bewegung von Elektronen. V2 52.3 Die Stromstärke steigt! Die Induktionsspannung (und -stromstärke) wird umso größer , • je mehr Drahtwindungen die Induktionsspule hat, • je schneller sich das Magnetfeld ändert, • je stärker das Magnetfeld ist. M 52.6 Die „Lichtmaschine“ im Auto erzeugt elektrischen Strom durch Induktion. Induktionsspule Akku Magnet 52.4 Induktions-Taschenlampe – durch Schütteln lädt sich zB ein Akku auf. Aluminium ist nicht ferromagnetisch 52.5 Im Al entstehen eine Induktions­ spannung und ein anziehendes Magnetfeld. Aluminium wird leicht angezogen Schnell hochziehen! Infobox: Lässt du einen starken kleinen Magneten durch ein Kupferrohr fallen, so fällt er wie in Zeitlupe. Er erzeugt Induktionsströme. Dem Magneten wird dadurch Bewegungsenergie entzogen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv