Elektromagnetische Induktion: Unterschied zwischen den Versionen

Aus AnthroWiki
Wechseln zu: Navigation, Suche
(Induktionsgesetz)
Zeile 6: Zeile 6:
 
== Induktionsgesetz ==
 
== Induktionsgesetz ==
  
Das '''Induktionsgesetz''' wurde [[1831]] unabhängig voneinander von [[Michael Faraday]], [[w:Joseph Henry|Joseph Henry]] und [[Hans Christian Ørsted]]. Da Faraday seine Ergebnisse als Erster veröffentlichte<ref>{{Literatur |Autor=Fawwaz Ulaby |Titel=Fundamentals of applied electromagnetics |Auflage=5 |Verlag=Pearson Prentice Hall |Datum=2007 |ISBN=978-0-13-241326-8 |Seiten=255}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=http://www.nas.edu/history/members/henry.html |titel=Joseph Henry |zugriff=2006-11-30 |werk=Distinguished Members Gallery, National Academy of Sciences |offline=yes |archiv-url=https://web.archive.org/web/20131213121232/http://www.nas.edu/history/members/henry.html |archiv-datum=2013-12-13}}</ref>, wird die elektromagnetische Induktion ihm zu Ehren auch als '''Faradaysche Induktion''' bezeichnet<ref name="Giancoli">{{Literatur |Autor=Douglas C. Giancoli |Titel=Physics: Principles with Applications |Auflage=5 |Datum=1998 |Seiten=623–624}}</ref>. Den Aufbau seines ersten Demonstrationsexperiments zeigt die nebenstehende Zeichnung.
+
Das '''Induktionsgesetz''' wurde [[1831]] unabhängig voneinander von [[Michael Faraday]], [[w:Joseph Henry|Joseph Henry]] und [[Hans Christian Ørsted]]. Da Faraday seine Ergebnisse als Erster veröffentlichte<ref>{{Literatur |Autor=Fawwaz Ulaby |Titel=Fundamentals of applied electromagnetics |Auflage=5 |Verlag=Pearson Prentice Hall |Datum=2007 |ISBN=978-0-13-241326-8 |Seiten=255}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=http://www.nas.edu/history/members/henry.html |titel=Joseph Henry |zugriff=2006-11-30 |werk=Distinguished Members Gallery, National Academy of Sciences |offline=yes |archiv-url=https://web.archive.org/web/20131213121232/http://www.nas.edu/history/members/henry.html |archiv-datum=2013-12-13}}</ref>, wird die elektromagnetische Induktion ihm zu Ehren auch als '''Faradaysche Induktion''' bezeichnet<ref name="Giancoli">{{Literatur |Autor=Douglas C. Giancoli |Titel=Physics: Principles with Applications |Auflage=5 |Datum=1998 |Seiten=623–624}}</ref>. Den schematischen Aufbau seines ersten Demonstrationsexperiments zeigt die nebenstehende Zeichnung. Fraday beschrieb sein Experiment wie folgt:
 +
 
 +
{{Zitat|27. Ein geschweißter Ring wurde aus weichem Rundstabeisen hergestellt, wobei das Metall eine Dicke von sieben Achtel Zoll und der Ring einen Außendurchmesser von sechs Zoll hatte. Um einen Teil dieses Rings wurden drei Spiralen gelegt, die jeweils etwa vierundzwanzig Fuß Kupferdraht von einer Dicke von einem Zwanzigstel Zoll enthielten; sie waren vom Eisen und einander isoliert und in der zuvor beschriebenen Weise übereinander angeordnet (6.), die etwa neun Zoll lang auf dem Ring waren. Sie können einzeln oder zusammen verwendet werden; die Gruppe kann durch die Markierung A unterschieden werden (Pl. III. Abb. 1.). Auf der anderen Seite des Rings wurden etwa 60 Fuß ähnlicher Kupferdraht in zwei Teilen auf die gleiche Weise aufgebracht und bildeten eine Spirale B, die die gleiche gemeinsame Richtung mit den Spiralen von A hatte, aber an jedem Ende durch etwa einen halben Zoll des unbedeckten Eisens von ihr getrennt war.
 +
 
 +
28. Die Spirale B wurde durch Kupferdrähte mit einem Galvanometer drei Fuß vom Ring entfernt verbunden. Die Drähte von A wurden aneinandergereiht, um eine lange Spirale zu bilden, deren Enden mit einer Batterie von zehn Paar Platten im Quadrat von vier Zoll verbunden waren. Das Galvanometer war sofort und weit über das Beschriebene hinaus betroffen, als mit einer Batterie von zehnfachen Leistungsspiralen ohne Eisen gearbeitet wurde (10.); aber obwohl der Kontakt fortgesetzt wurde, war der Effekt nicht dauerhaft, denn die Nadel kam bald in ihrer natürlichen Position zur Ruhe, als ob sie der angebrachten elektromagnetischen Anordnung völlig gleichgültig wäre. Beim Unterbrechen des Kontakts mit der Batterie wurde die Nadel wieder stark abgelenkt, allerdings in die entgegengesetzte Richtung zu der zunächst induzierten.|Michael Faraday|''Evolution of Electricity from Magnetism'', in: ''Philosophical Transactions of the Royal Society of London'', 1832, Part I., S. 131|ref=<ref>„27. A welded ring was made of soft round bar-iron, the metal being seven eighths of an inch in thickness, and the ring six inches in external diameter. Three helices were put round one part of this ring, each containing about twenty-four feet of copper wire one twentieth of an inch thick; they were insulated from the iron and each other, and superposed in the manner before described (6.), occupying about nine inches in length upon the ring. They could be used separately or arranged together; the group may be distinguished by the mark A (Pl. III. fig. 1.). On the other part of the ring about sixty feet of similar copper wire in two pieces were applied in the same manner, forming a helix B, which had the same common direction with the helices of A, but being separated from it at each extremity by about half an inch of the uncovered iron.
 +
28. The helix B was connected by copper wires with a galvanometer three feet from the ring. The wires of A were connected end to end so as to form one long helix, the extremities of which were connected with a battery of ten pairs of plates four inches square. The galvanometer was immediately affected, and to a degree far beyond what has been described, when with a battery of tenfold power helices without iron were used (10.); but though the contact was continued, the effect was not permanent, for the needle soon came to rest in its natural position, as if quite indifferent to the attached electro-magnetic arrangement. Upon breaking the contact with the battery, the needle was again powerfully deflected, but in the contrary direction to that induced in the first instance.“ (Michael Faraday: ''Evolution of Electricity from Magnetism'', in: ''Philosophical Transactions of the Royal Society of London'', 1832, Part I., p. 131 [https://books.google.de/books?id=8U5FAAAAcAAJ&pg=PA131 google]</ref> }}
  
 
== Siehe auch ==
 
== Siehe auch ==

Version vom 16. August 2019, 11:08 Uhr

Ein bewegter Permanentmagnet erzeugt an den Klemmen einer Spule eine zeitlich veränderliche elektrische Spannung U(t).
Zeichnung von Faradays historischem Experimentalaufbau: Eine Änderung des magnetischen Flusses in der linken Spule induziert einen Strom in der rechten Spule.[1]

Als elektromagnetische Induktion oder kurz als Induktion (von lat. inducere „hineinführen“) bezeichnet man in der Elektrizitätslehre die durch eine Änderung der magnetischen Flussdichte LaTeX: \vec B bewirkte Entstehung eines elektrischen Feldes. Das geschieht beispielsweise, wenn ein Stabmagnet in eine Drahtspule gestoßen oder aus ihr herausgezogen wird. Zwischen den Drahtenden der Spule wird dadurch eine zeitabhängige elektrische Spannung LaTeX: U(t) induziert, die umso größer ist, je schneller der Magnet bewegt wird.

Induktionsgesetz

Das Induktionsgesetz wurde 1831 unabhängig voneinander von Michael Faraday, Joseph Henry und Hans Christian Ørsted. Da Faraday seine Ergebnisse als Erster veröffentlichte[2][3], wird die elektromagnetische Induktion ihm zu Ehren auch als Faradaysche Induktion bezeichnet[1]. Den schematischen Aufbau seines ersten Demonstrationsexperiments zeigt die nebenstehende Zeichnung. Fraday beschrieb sein Experiment wie folgt:

„27. Ein geschweißter Ring wurde aus weichem Rundstabeisen hergestellt, wobei das Metall eine Dicke von sieben Achtel Zoll und der Ring einen Außendurchmesser von sechs Zoll hatte. Um einen Teil dieses Rings wurden drei Spiralen gelegt, die jeweils etwa vierundzwanzig Fuß Kupferdraht von einer Dicke von einem Zwanzigstel Zoll enthielten; sie waren vom Eisen und einander isoliert und in der zuvor beschriebenen Weise übereinander angeordnet (6.), die etwa neun Zoll lang auf dem Ring waren. Sie können einzeln oder zusammen verwendet werden; die Gruppe kann durch die Markierung A unterschieden werden (Pl. III. Abb. 1.). Auf der anderen Seite des Rings wurden etwa 60 Fuß ähnlicher Kupferdraht in zwei Teilen auf die gleiche Weise aufgebracht und bildeten eine Spirale B, die die gleiche gemeinsame Richtung mit den Spiralen von A hatte, aber an jedem Ende durch etwa einen halben Zoll des unbedeckten Eisens von ihr getrennt war.

28. Die Spirale B wurde durch Kupferdrähte mit einem Galvanometer drei Fuß vom Ring entfernt verbunden. Die Drähte von A wurden aneinandergereiht, um eine lange Spirale zu bilden, deren Enden mit einer Batterie von zehn Paar Platten im Quadrat von vier Zoll verbunden waren. Das Galvanometer war sofort und weit über das Beschriebene hinaus betroffen, als mit einer Batterie von zehnfachen Leistungsspiralen ohne Eisen gearbeitet wurde (10.); aber obwohl der Kontakt fortgesetzt wurde, war der Effekt nicht dauerhaft, denn die Nadel kam bald in ihrer natürlichen Position zur Ruhe, als ob sie der angebrachten elektromagnetischen Anordnung völlig gleichgültig wäre. Beim Unterbrechen des Kontakts mit der Batterie wurde die Nadel wieder stark abgelenkt, allerdings in die entgegengesetzte Richtung zu der zunächst induzierten.“

Michael Faraday: Evolution of Electricity from Magnetism, in: Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1832, Part I., S. 131[4]

Siehe auch

Literatur

  •  Karl Küpfmüller, Gerhard Kohn: Theoretische Elektrotechnik und Elektronik. 14 Auflage. Springer, 1993, ISBN 3-540-56500-0.
  •  Adolf J. Schwab: Begriffswelt der Feldtheorie. Elektromagnetische Felder, Maxwell-Gleichungen, Gradient, Rotation, Divergenz. 6 Auflage. Springer, 2002, ISBN 3-540-42018-5.
  •  Heinrich Frohne, Karl-Heinz Löcherer, Hans Müller, Thomas Marienhausen, Dieter Schwarzenau: Moeller Grundlagen der Elektrotechnik (Studium). 22. Auflage. Vieweg + Teubner Verlag, Springer Fachmedien, Berlin und Offenbach 2011, ISBN 978-3-8348-0898-1, S. 252 ff..

Weblinks

Einzelnachweise und Fußnoten

  1. 1,0 1,1  Douglas C. Giancoli: Physics: Principles with Applications. 5 Auflage. 1998, S. 623–624.
  2.  Fawwaz Ulaby: Fundamentals of applied electromagnetics. 5 Auflage. Pearson Prentice Hall, 2007, ISBN 978-0-13-241326-8, S. 255.
  3. Joseph Henry. In: Distinguished Members Gallery, National Academy of Sciences. Archiviert vom Original am 2013-12-13. Abgerufen am 2006-11-30.
  4. „27. A welded ring was made of soft round bar-iron, the metal being seven eighths of an inch in thickness, and the ring six inches in external diameter. Three helices were put round one part of this ring, each containing about twenty-four feet of copper wire one twentieth of an inch thick; they were insulated from the iron and each other, and superposed in the manner before described (6.), occupying about nine inches in length upon the ring. They could be used separately or arranged together; the group may be distinguished by the mark A (Pl. III. fig. 1.). On the other part of the ring about sixty feet of similar copper wire in two pieces were applied in the same manner, forming a helix B, which had the same common direction with the helices of A, but being separated from it at each extremity by about half an inch of the uncovered iron. 28. The helix B was connected by copper wires with a galvanometer three feet from the ring. The wires of A were connected end to end so as to form one long helix, the extremities of which were connected with a battery of ten pairs of plates four inches square. The galvanometer was immediately affected, and to a degree far beyond what has been described, when with a battery of tenfold power helices without iron were used (10.); but though the contact was continued, the effect was not permanent, for the needle soon came to rest in its natural position, as if quite indifferent to the attached electro-magnetic arrangement. Upon breaking the contact with the battery, the needle was again powerfully deflected, but in the contrary direction to that induced in the first instance.“ (Michael Faraday: Evolution of Electricity from Magnetism, in: Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1832, Part I., p. 131 google
Dieser Artikel basiert (teilweise) auf dem Artikel Elektromagnetische Induktion aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU Lizenz für freie Dokumentation und der Creative Commons Attribution/Share Alike. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.