Induktion: Unterschied zwischen den Versionen
(→Definition) |
(Kategorie; Zeilenumbrüche; interne Links) |
||
| Zeile 1: | Zeile 1: | ||
===Definition=== | ===Definition=== | ||
| + | |||
Das Wort Induktion und seine Bedeutug kommen von dem lateinischen Wort "inductio" was so viel wie "(Her-)Einführung" bedeutet sowie von dem Verb "inducere" (hereinführen, induzieren). | Das Wort Induktion und seine Bedeutug kommen von dem lateinischen Wort "inductio" was so viel wie "(Her-)Einführung" bedeutet sowie von dem Verb "inducere" (hereinführen, induzieren). | ||
Als Induktion bezeichnet man die Wechselwirkung von bewegten geladenen Teilchen, die magnetisch sind und einem Magnetfeld. | Als Induktion bezeichnet man die Wechselwirkung von bewegten geladenen Teilchen, die magnetisch sind und einem Magnetfeld. | ||
| − | Das Prinzip der Induktion finden wir z.B. bei einem | + | |
| − | Die Induktion lässt sich aber auch in der Natur finden, z.B. bei der | + | Das Prinzip der Induktion finden wir z.B. bei einem [[Generator/Elektromotor#Generator|Generator]]. |
| + | |||
| + | Die Induktion lässt sich aber auch in der Natur finden, z.B. bei der [[Polarlichter#Entstehung|Entstehung von Polarlichtern]]. | ||
===Elektromagnetische und magnetische Induktion=== | ===Elektromagnetische und magnetische Induktion=== | ||
| + | |||
Man unterscheidet zwischen der elektromagnetischen Induktion und der magnetischen Induktion. | Man unterscheidet zwischen der elektromagnetischen Induktion und der magnetischen Induktion. | ||
| Zeile 14: | Zeile 18: | ||
===Gesetze=== | ===Gesetze=== | ||
| + | |||
Die Erkenntnisse zur elektromagnetischen Induktion sind im Induktionsgesetz zusammengefasst: | Die Erkenntnisse zur elektromagnetischen Induktion sind im Induktionsgesetz zusammengefasst: | ||
In einer Spule wird eine Spannung induziert, wenn sich das von der Spule umfasste [[Signalübertragung durch Funk#Magnetische Felder| Magnetfeld]] ändert. | In einer Spule wird eine Spannung induziert, wenn sich das von der Spule umfasste [[Signalübertragung durch Funk#Magnetische Felder| Magnetfeld]] ändert. | ||
| + | |||
Die Induktionsspannung ist umso größer, | Die Induktionsspannung ist umso größer, | ||
| Zeile 25: | Zeile 31: | ||
===Geschichte=== | ===Geschichte=== | ||
| + | |||
Der englische Physiker Michael Faraday (1791-1867) endeckte 1831 die elektrische Induktion und das Induktionsgesetz. | Der englische Physiker Michael Faraday (1791-1867) endeckte 1831 die elektrische Induktion und das Induktionsgesetz. | ||
| + | |||
Vorher gab es Vermutungen, dass es einen Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus gibt. Der Physiker Hans Christian | Vorher gab es Vermutungen, dass es einen Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus gibt. Der Physiker Hans Christian | ||
Ørsted (14.08.1777-09.03.1851) bemerkte in einem Versuch, dass eine Magnetnadel in der Nähe eines elektrischen Leiters abgelenkt wird, wenn man den Strom einschaltet. André-Marie Ampère (20.01.1775-10.06.1836) und Michael Faraday entwickelten die Versuche weiter bis Faraday die elektromagnetische Induktion fand. | Ørsted (14.08.1777-09.03.1851) bemerkte in einem Versuch, dass eine Magnetnadel in der Nähe eines elektrischen Leiters abgelenkt wird, wenn man den Strom einschaltet. André-Marie Ampère (20.01.1775-10.06.1836) und Michael Faraday entwickelten die Versuche weiter bis Faraday die elektromagnetische Induktion fand. | ||
| Zeile 31: | Zeile 39: | ||
===Verwendung im Alltag=== | ===Verwendung im Alltag=== | ||
| − | Induktion wird in vielen Bereichen genutzt. Die wichtigsten Anwendungen der elektromagnetischen Induktion sind | + | Induktion wird in vielen Bereichen genutzt. Die wichtigsten Anwendungen der elektromagnetischen Induktion sind [[Generator/Elektromotor#Generator|Generatoren]] und [[Elektromagnet/Trafo#Trafo_.28Transformator.29|Transformatoren]]. |
* Induktionskochplatten, die ihr Magnetfeld so aufbauen, dass ein Widerstand (Topfboden) erhitzt wird, weil Strom durch ihn hindurchfließt | * Induktionskochplatten, die ihr Magnetfeld so aufbauen, dass ein Widerstand (Topfboden) erhitzt wird, weil Strom durch ihn hindurchfließt | ||
| Zeile 37: | Zeile 45: | ||
* Transformatoren (in Handys, Netzteilen etc.) | * Transformatoren (in Handys, Netzteilen etc.) | ||
* Induktionsschleifen in Straßen (zur Verkehrsüberwachung) | * Induktionsschleifen in Straßen (zur Verkehrsüberwachung) | ||
| − | * in Mikrofonen (z.B. Telefonhörer), | + | * in Mikrofonen (z.B. Telefonhörer), [[Lautsprecher_und_Signal%C3%BCbertragung_im_Kabel#Lautsprecher|Lautsprecher]] |
* in Tonbandgeräten | * in Tonbandgeräten | ||
====Induktionskochherd==== | ====Induktionskochherd==== | ||
| + | |||
Unter der Kochfläche aus Glaskeramik erzeugen die Induktionsspulen rasch wechselnde Magnetfelder. Wenn man nun den Topf auf die Kochplatte stellt, enstehen Wirbelströme durch die magnetischen Wechselfelder. So entsteht die Wärmeentwicklung direkt im Boden des Topfes. Deshalb funktioniert dieser Herd nur bei magnetischen Topfböden. Wenn man den Topf von der Kochplatte nimmt, bricht die Energiezufuhr sofort ab. | Unter der Kochfläche aus Glaskeramik erzeugen die Induktionsspulen rasch wechselnde Magnetfelder. Wenn man nun den Topf auf die Kochplatte stellt, enstehen Wirbelströme durch die magnetischen Wechselfelder. So entsteht die Wärmeentwicklung direkt im Boden des Topfes. Deshalb funktioniert dieser Herd nur bei magnetischen Topfböden. Wenn man den Topf von der Kochplatte nimmt, bricht die Energiezufuhr sofort ab. | ||
| Zeile 47: | Zeile 56: | ||
====Hochfrequenzerwärmung==== | ====Hochfrequenzerwärmung==== | ||
| + | |||
Mit einem Hochfrequenzgenerator, der zur Erzeugung von Hochfrequenzspannungen bzw. -schwingungen genutzt wird, wird die Energie eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes umgewandelt. Elektrisch gut leitende Stoffe wie z.B.Metalle werden bei induktiver Erwärmung (z.B. beim Glühen, Schmelzen, Härten oder Schweißen) durch induzierte Wirbelströme stark erhitzt. | Mit einem Hochfrequenzgenerator, der zur Erzeugung von Hochfrequenzspannungen bzw. -schwingungen genutzt wird, wird die Energie eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes umgewandelt. Elektrisch gut leitende Stoffe wie z.B.Metalle werden bei induktiver Erwärmung (z.B. beim Glühen, Schmelzen, Härten oder Schweißen) durch induzierte Wirbelströme stark erhitzt. | ||
| Zeile 60: | Zeile 70: | ||
* einer Spule mit Eisenkern | * einer Spule mit Eisenkern | ||
| − | [[Kategorie: | + | |
| + | [[Kategorie:Elektromagnetismus]] | ||
Version vom 3. August 2010, 14:09 Uhr
Inhaltsverzeichnis |
Definition
Das Wort Induktion und seine Bedeutug kommen von dem lateinischen Wort "inductio" was so viel wie "(Her-)Einführung" bedeutet sowie von dem Verb "inducere" (hereinführen, induzieren).
Als Induktion bezeichnet man die Wechselwirkung von bewegten geladenen Teilchen, die magnetisch sind und einem Magnetfeld.
Das Prinzip der Induktion finden wir z.B. bei einem Generator.
Die Induktion lässt sich aber auch in der Natur finden, z.B. bei der Entstehung von Polarlichtern.
Elektromagnetische und magnetische Induktion
Man unterscheidet zwischen der elektromagnetischen Induktion und der magnetischen Induktion.
Als eine elektromagnetische Induktion bezeichnet man das Entstehen elektrischen Spannung in einer Spule (Leiterschleife) durch eine Veränderung des magnetischen Feldes. Die entstehende Spannung heißt induzierte Spannung. Durch diese Induktion wird Wechselstrom zu Gleichstrom umgewandelt. Wechselstrom hat eine pulsierende (wechselnde) Stromstärke/-spannung und muss meist durch Transformatoren zu Gleichstrom umgewandelt werden.
Die magnetische Induktion ist eine physikalische Größe und wird oft auch Magnetfeld genannt.
Gesetze
Die Erkenntnisse zur elektromagnetischen Induktion sind im Induktionsgesetz zusammengefasst:
In einer Spule wird eine Spannung induziert, wenn sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert.
Die Induktionsspannung ist umso größer,
- je schneller sich der räumliche Anteil des von der Spule umfassten Magnetfeldes ändert (je schneller man z. B. die Spule im Magnetfeld bewegt),
- je stärker sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert,
- je schneller die Änderung der Stärke des Magnetfeldes erfolgt.
(Quelle: http://www.schuelerlexikon.de/SID/a1b57e67ba135989dc673c88da79b8bc/lexika/physik/cont/cont0000/cont0021/full.htm, Datum: 05.02.2010)
Geschichte
Der englische Physiker Michael Faraday (1791-1867) endeckte 1831 die elektrische Induktion und das Induktionsgesetz.
Vorher gab es Vermutungen, dass es einen Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus gibt. Der Physiker Hans Christian Ørsted (14.08.1777-09.03.1851) bemerkte in einem Versuch, dass eine Magnetnadel in der Nähe eines elektrischen Leiters abgelenkt wird, wenn man den Strom einschaltet. André-Marie Ampère (20.01.1775-10.06.1836) und Michael Faraday entwickelten die Versuche weiter bis Faraday die elektromagnetische Induktion fand.
Verwendung im Alltag
Induktion wird in vielen Bereichen genutzt. Die wichtigsten Anwendungen der elektromagnetischen Induktion sind Generatoren und Transformatoren.
- Induktionskochplatten, die ihr Magnetfeld so aufbauen, dass ein Widerstand (Topfboden) erhitzt wird, weil Strom durch ihn hindurchfließt
- Datenspeicherung: ID-Karten, Karten zu Erkennung einer Person (Firmenpass, Skiausweis etc.)
- Transformatoren (in Handys, Netzteilen etc.)
- Induktionsschleifen in Straßen (zur Verkehrsüberwachung)
- in Mikrofonen (z.B. Telefonhörer), Lautsprecher
- in Tonbandgeräten
Induktionskochherd
Unter der Kochfläche aus Glaskeramik erzeugen die Induktionsspulen rasch wechselnde Magnetfelder. Wenn man nun den Topf auf die Kochplatte stellt, enstehen Wirbelströme durch die magnetischen Wechselfelder. So entsteht die Wärmeentwicklung direkt im Boden des Topfes. Deshalb funktioniert dieser Herd nur bei magnetischen Topfböden. Wenn man den Topf von der Kochplatte nimmt, bricht die Energiezufuhr sofort ab.
Bild: [1]
Hochfrequenzerwärmung
Mit einem Hochfrequenzgenerator, der zur Erzeugung von Hochfrequenzspannungen bzw. -schwingungen genutzt wird, wird die Energie eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes umgewandelt. Elektrisch gut leitende Stoffe wie z.B.Metalle werden bei induktiver Erwärmung (z.B. beim Glühen, Schmelzen, Härten oder Schweißen) durch induzierte Wirbelströme stark erhitzt.
Versuch
Wir bewegen einen Elektromagnet vor einer Spule. Das Messgerät zeigt wieder eine Spannung an, gleichgültig, ob der Elektromagnet oder die Spule bewegt wird.
Die Spannung wird größer durch
- eine größere Geschwindigkeit beim Bewegen,
- eine höhere Windungszahl bei der Spule,
- ein stärkeres Magnetfeld des Elektromagneten
- eine größere Querschnittsfläche der Spule
- einer Spule mit Eisenkern
