84 Michael Faraday (B 17.12) gilt als bedeutendster Experimentalphysiker aller Zeiten. Er machte um 1830 eine enorm wichtige Entdeckung, der du unter anderem den Wechselstrom aus der Steckdose verdankst. Faraday bemerkte, dass man Strom erzeugen kann, wenn sich ein Leiter in einem verändernden Magnetfeld befindet! Du hast in Kap. 17.1 gelernt: Strom im Magnetfeld erzeugt eine Leiter-Bewegung. In A5 hast du den umgekehrten Fall kennen gelernt: Eine Leiter-Bewegung im Magnetfeld erzeugt Strom. Den Effekt, dass man durch Bewegung Strom erzeugen kann, nennt man elektromagnetische Induktion oder kurz Induktion. Diesen Begriff kennst du vielleicht vom Induktionsherd (B 17.16), den wir uns gleich noch näher ansehen werden. Damit du nicht verwirrt bist: In Induktionsexperimenten wird immer die Spannung gemessen (etwa in A5 und A6 ), weil das leichter geht. Die Induktionsspannung verursacht in einem geschlossenen Leiterkreis aber auch immer einen Stromfluss. Deshalb ist es in Ordnung zu sagen, dass die Bewegung des Leiters im Magnetfeld Strom erzeugt, auch wenn man eigentlich die Spannung misst. Man kann auch den Magneten verschieben und die Schleife in Ruhe lassen. Das ist in A6 der Fall. Du hast sicher gemerkt: Der Ausschlag des Voltmeters ist umso stärker, je mehr Windungen die Spule hat und je größer die Geschwindigkeit des Magneten ist. In welche Richtung das Voltmeter ausschlägt, hängt – wie auch in A5 – von der Bewegungsrichtung ab. B 17.12 Der Physiker Michael Faraday (1791–1867) ist gewissermaßen der Einstein unter den Experimentalphysikern. Ohne seine Entdeckungen gäbe es das Stromnetz nicht. B 17.13 Der klassische Fahrraddynamo ist vom Aussterben bedroht, weil er heute durch batteriebetriebene Lichter ersetzt wird. Er ist ein kleiner, feiner Generator, der den Strom durch die Rotation eines Magneten erzeugt. 17.2 Halbgebratenes Spiegelei Strom durch veränderliche Magnetfelder erzeugen Eine der wichtigsten Entdeckungen der Physik ist die, dass man durch ein sich veränderndes Magnetfeld Strom erzeugen kann! Dieser Entdeckungen verdankst du zum Beispiel das gesamte Stromnetz. Du hast schon gelernt: Strom im Magnetfeld erzeugt Bewegung ( A1 )! Das siehst du in B 17.9 a in etwas anderer Form. Was passiert aber, wenn du die Sache umdrehst (b)? Was erzeugt ein bewegter Leiter im Magnetfeld? Was zeigt das Voltmeter? Beschreibe. B 17.9 a) Strom im Magnetfeld erzeugt Bewegung b) Was erzeugt Bewegung im Magnetfeld? In B 17.10 siehst du eine Spule, die an ein Voltmeter angeschlossen ist. Beantworte: a) W as passiert mit der Spannung, wenn du einen Magneten in die Spule rein oder raus schiebst? b) W as passiert mit der Spannung, wenn du eine Spule mit mehr oder weniger Windungen nimmst? c) W ie hängt der Effekt vom Tempo des Magneten ab? Bau dir mit Draht und Nagel eine Spule mit rund 30 Windungen. Wickle nun eine zweite, gleiche Spule über die erste und befestige an ihr ein Lämpchen (B 17.11). Was passiert mit diesem, wenn du die Kontakte der inneren Spule mit der Batterie verbindest oder löst? Begründe deine Antwort. A 5 a b N S N S A 6 B 17.10 Wovon hängt die Veränderung der Spannung ab? Kontakte der inneren Spule Kontakte der äußeren Spule B 17.11 Was passiert mit dem Lämpchen? A 7 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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