80 4Induktion – Spannung durch veränderliche Magnetfelder Wie werden Spulen zu Spannungsquellen? Zoë findet eine seltsame Taschenlampe. Im Inneren sieht sie ein Metallteil, das sich durch eine Spule bewegt. „Du musst die Taschenlampe ein paar Minuten schütteln. Dann lädt sich der Akku auf. Das Metallteil ist ein starker Magnet“, meint ihr Bruder (Abb. 80.1). Strom aus der Spule (Abb. 80.2) Schließe eine Spule (zB 600 Windungen) an ein Amperemeter an (Messbereich mA, Gleichstrom). Bewege einen Stabmagneten in oder nahe der Spule. Wie erhältst du die höchste Anzeige auf dem Messgerät? Bewegst du den Magneten in der Spule oder an ihr vorbei, so ändert sich in der Spule das Magnetfeld. Dadurch entsteht elektrische Spannung in der Spule und bei einem geschlossenen Stromkreis ein Elektronenstrom. Diesen Vorgang nennen wir Induktion (von lat. inducere … hineinführen). Die beweglichen Elektronen im Draht der Spule werden durch den bewegten Magneten mitgerissen (Abb. 80.3). Sie bewegen sich entweder in die eine oder in die andere Richtung. Du erkennst das auf der Anzeige des Amperemeters. Es zeigt einmal einen positiven, beim anderen Mal einen negativen Wert an. Bewegst du den Magneten nicht, dann entsteht keine elektrische Spannung. Die Stromstärke steigt (Abb. 80.4) Führe V1 noch einmal durch. Verwende Spulen mit mehr oder weniger Windungen. Verwende stärkere und schwächere Magnete. Bewege die Magnete langsam oder schnell in der Spule. Verändere bei deinen Versuchen immer nur eine Versuchsbedingung. Halte deine Messergebnisse schriftlich in einem Protokoll fest. Wie kannst du die höchste Stromstärke erreichen? Tonabnehmer von E-Gitarren nutzen die Induktion (Abb. 80.5). Die schwingende Metallsaite bringt die Elektronen in der Spule zum Schwingen (Abb. 80.6). Die Elektronenströme werden im Gitarrenverstärker hörbar gemacht. Spule Akku Magnet 80.1 Induktionstaschenlampen: Durch Schütteln bewegt sich der Magnet durch die Spule. Der Akku lädt sich auf. V1 80.2 Strom aus der Spule Infobox: Der englische Naturforscher Michael Faraday (1791–1867) entdeckte die Induktion im Jahr 1831. V2 A1 Induktion: Befindet sich eine Spule in einem veränderlichen Magnetfeld, dann entsteht in der Spule eine Induktionsspannung. Im geschlossenen Stromkreis entsteht ein Elektronenstrom. Die Induktionsspannung (und -stromstärke) wird umso größer, • je mehr Drahtwindungen die Spule hat, • je schneller sich das Magnetfeld ändert, • je stärker das Magnetfeld ist. M 80.3 Das Magnetfeld des bewegten Magneten bewegt die Elektronen im Draht der Spule. Saite Spule Magnet Kabel zum Gitarrenverstärker S N N S 80.6 Die schwingende Saite bringt die Elektronen in der Spule zum Schwingen. 80.4 Die Stromstärke steigt 80.5 Tonabnehmer (Pickups) bei einer Elektrogitarre (E-Gitarre) Tonabnehmer (Pickup) Tonhöhenregler Lautstärkeregler Pickup-Umschalter Arbeitsheftseiten 44–45 Animation a6ux6t Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy MjU2NDQ5MQ==