21 Untersuche nun, wovon die Größe der induzierten Spannung abhängt. Diskutiert davor in kleinen Gruppen, welche Größen das sein könnten und vergleicht eure Ergebnisse. Versuch: Verwende den Aufbau des vorigen Versuches und lass die Leiterschaukel verschieden schnell zwischen die Pole des Magnets hineinschwingen. Welchen Zusammenhang zwischen dem Zeigerausschlag und der Geschwindigkeit der Leiterschaukel kannst du feststellen? Je höher die Geschwindigkeit des Leiters im Magnetfeld ist, desto schneller ändert sich das vom Leiter umschlossene magnetische Feld. Die induzierte Spannung ist höher. Die Induktionsspannung ist umso größer, je rascher sich der Leiter im Magnetfeld bewegt. Versuch: Lass die Schaukel in Ruhe und bewege den Magnet hin und her (Abb. 11.4). Du erkennst: Es ist egal, ob der Leiter oder der Magnet bewegt wird. Spannung wird dabei immer induziert. Die Richtung des Induktionsstroms hängt von der Bewegungsrichtung der Leiterschaukel und von der Orientierung des Magnetfeldes ab (Abb. 11.5). Wiederum lässt sich die technische Richtung des Induktionsstroms mit der „Dreifinger-Regel“ (siehe Kapitel 9) bestimmen. Wie kannst du dies anhand der Abbildung 11.6 zeigen? Der Daumen zeigt hier in die Bewegungsrichtung v des Leiters, der Zeigefinger in die Richtung des Magnetfeldes B. Der Mittelfinger gibt die technische Richtung des Stroms I an, der sich auf Grund der induzierten Spannung ergibt. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 11.1 Erkläre einem Familienmitglied, was mit einem stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld passiert. 11.2 Mit welchem Grundprinzip der Physik lässt sich erklären, dass eine in einem Magnetfeld schwingende Leiterschaukel durch den Induktionsstrom gebremst wird? 11.3 Kann in einer Leiterschleife eine Spannung induziert werden, ohne dass sich dabei irgend etwas bewegt? 11.4 Auf den Seiten 20 und 21 werden vier Versuche mit einer Leiterschaukel in einem Magnetfeld beschrieben. Erkläre, welche Parameter jeweils verändert wurden und wie sich die Versuche unterscheiden. Was kann mit den Versuchen demonstriert werden? Fasse zusammen, welche Schlussfolgerung du aus jedem der vier Versuche ziehen kannst. Die Stromrichtung hängt ab ... ... von der Richtung der magnetischen Feldlinien. ... von der Bewegungsrichtung der Leiterschaukel. 11.4 Ruhender Leiter – bewegter Magnet 11.5 Das Messgerät zeigt die Richtung des Induktionsstroms. 11.6 Bestimmung der Richtung des Induktionsstroms mit der „Dreifinger-Regel“ Ändert sich innerhalb einer Leiterschleife das magnetische Feld, so wird in der Leiterschleife eine elektrische Spannung induziert. Diese Spannung ist umso größer, je rascher die Änderung erfolgt. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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