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2020 | OriginalPaper | Buchkapitel

9. Anwendungen der Induktion

verfasst von : Andreas Helzel

Erschienen in: Elektrodynamik an Schule und Hochschule

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden nicht alle möglichen Anwendungen der Induktion besprochen, sondern lediglich der Transformator und der damit eng verbundene thomsonsche Ringversuch ausführlich fachlich beschrieben und diskutiert. Besondere Wichtigkeit hat der Ursprung der Formeln zu Stromstärke und Spannung für den Transformator aus Schulbüchern und welche Näherungen dabei gemacht werden. Diese Näherungen sind auch zur Beschreibung und Erklärung der verschiedenen Varianten des thomsonschen Ringversuchs relevant.

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Fußnoten
1
Als Formelzeichen für die Gegeninduktivität wird auch häufig M verwendet.
 
2
Sie werden im Folgenden Transformatorgleichungen genannt.
 
3
Traditionell spricht man hier von „belastet“ und „unbelastet“. Diese Bezeichnungen sind etwas irreführend, da man diese Ausdrücke mit der möglichen Übertragung von Energie in Verbindung bringt, jedoch in beiden Fällen im Mittel keine Energie übertragen wird.
 
4
Der allgemeine Lösungsansatz wäre eine komplexwertige e-Funktion, \(I_0e^{i\omega t}\), mit dem Vorfaktor \(i\omega \) in den Ableitungen.
 
5
Ist die Phasenverschiebung nicht 0 oder \(180^\circ \), so fallen auch die Nullstellen des zeitlichen Spannungs- und Stromstärkeverlaufs der beiden Stromkreise nicht mehr zusammen, sodass offensichtlich wird, weshalb die genäherten Formeln nicht mehr gelten können.
 
6
Wie oben schon erwähnt, ist der Ausdruck „unbelastet“ hier etwas irreführend, da auch der „belastete“ Transformator im Mittel keine Energie überträgt.
 
7
Ganz allgemein kann es kritisch gesehen werden, dass man einer Spule oder Leiterschleife ohne magnetisiertes Material Pole zuordnet. Pole sind magnetische Polarisationsladungen. Ohne magnetisierbare Materie kann es keine Pole geben. Dass diese Beschreibung nur eine Faustregel/Lernhilfe darstellt, sollte Schülern verdeutlicht werden.
 
8
Die Beträge der Flussdichte und der Feldstärke oszillieren, die Struktur des Feldes bleibt gleich und ist durch die Kombination aus Spule und Eisenkern vorgegeben.
 
9
Typischerweise handelt es sich um \(\omega \approx 2\pi \cdot 1\,\)Hz.
 
10
Dies sind Frequenzen um die \(\omega \approx 2\pi \cdot 10\,\)Hz.
 
Literatur
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Metadaten
Titel
Anwendungen der Induktion
verfasst von
Andreas Helzel
Copyright-Jahr
2020
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-61842-4_9

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