27 Überbrückst du die Anschlüsse der Glimmlampe mit zwei Fingern einer Hand, so spürst du beim Ausschalten einen elektrischen Schlag. Ein solcher Stromschlag hält z. B. Weidetiere davon ab, den elektrischen Weidezaun zu berühren. Im Draht des Zaunes wird durch regelmäßige Unterbrechung des Stroms ein Induktionsspannungsstoß erzeugt. Auf ähnliche Weise wird der elektrische Funke der Zündkerze in der Zündanlage eines Benzinmotors erzeugt. Ihre wichtigsten Teile sind: Zündspule, Unterbrecher und Zündkerze. Bei jeder Unterbrechung des Stroms wird durch Induktion aus 12 V Batteriespannung eine Zündspannung von etwa 10 000 V erzeugt (Abb. 15.4). Die Funktion des Unterbrechers wird in Kraftfahrzeugen von Transistoren übernommen. Auch die Leuchtstoffröhre wird mit Induktionsspannung gestartet, da die Netzspannung von 230 V zur „Zündung“ der Röhre nicht ausreicht. Spannungen werden aber nicht nur in den Wicklungen der Spule, sondern auch im Eisenkern einer Spule induziert: Demonstrationsversuch: Durch eine Spule mit einem geschlossenen Kern aus massivem Eisen wird ein Wechselstrom geschickt. Der Eisenkern wird nach kurzer Zeit sehr heiß. Nun wird der Versuch mit einem geblätterten Eisenkern wiederholt. Dieser ist aus vielen Blechstreifen zusammengesetzt, die gegeneinander isoliert sind. Der geblätterte Kern erwärmt sich kaum. Der Wechselstrom bewirkt ein sich ständig änderndes magnetisches Feld. Durch die Induktion werden im Eisenkern in sich geschlossene Ströme hervorgerufen. Sie heißen Wirbelströme (eddy current) und erwärmen das Eisen. Diese Ströme werden bei einem geblätterten Eisenkern weitgehend unterbunden, sodass weder eine Erwärmung noch eine Kraftwirkung auf stromdurchflossene Leiter eintritt. Durch Wirbelströme wird ein aus Stahlblech bestehender Kochtopf auf der Induktionskochplatte erwärmt, ohne dass die Platte selbst sehr heiß wird. Die Drehung der Metallscheibe im Stromzähler (siehe 3. Klasse, Kapitel 62) wird ebenfalls durch Wirbelströme verursacht. Wirbelströme können zum Bremsen von Bewegungen ausgenützt werden. Das Prinzip einer Wirbelstrombremse, wie sie z. B. bei Autobussen und Eisenbahnen aber auch E-Scootern verwendet wird, zeigt Abb. 15.5. Ebenso wird bei Hometrainern zum Bremsen des Antriebsrades eine stromdurchflossene Spule verwendet (Abb. 15.6). Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 15.1 Warum tritt in einem Stromkreis mit einer Spule mit Eisenkern ein Funken in erster Linie beim Ausschalten des elektrischen Stroms auf? 15.2 Warum benötigt ein Elektromagnet bei Gleichstrom keinen geblätterten Eisenkern? 15.4 Modellzündanlage zur Demonstration der Entstehung des Zündfunkens durch Induktion 15.5 Wirbelstrombremse. Rotiert eine Aluminiumscheibe im Feld eines Elektromagnets, so entstehen in ihr Wirbelströme, die die Bewegung der Scheibe bremsen. Die Bremswirkung ist umso größer, je stärker der Elektromagnet ist. 15.6 Bremsmagnet eines Hometrainers (rechts hinten) Eine Induktionsspannung entsteht in jedem elektrischen Leiter, wenn sich das von ihm umschlossene Magnetfeld ändert. Darauf sind auch die Selbstinduktion und das Entstehen von Wirbelströmen zurückzuführen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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