Erklärung von Experiment zur Erzeugung von Induktionsspannung

Question

Hi Leute! 
Wir schreiben nach den Ferien direkt einen Physiktest und ich habe mich dazu entschlossen ein Paar Übungsaufgaben zu machen da ich nicht zu allen Lösungen habe wollte ich nachfragen ob folgende Lösung korrekt ist.

Aufgabe

In Exp. 1 wird auf verschiedene Arten in einer Spule eine Induktionsspannung erzeugt. Erklären Sie für die Teilexperimente a und b wie die Spannung erzeugt wird und unter welchen Bedingungen der Betrag der Induktionsspannung besonders große Werte annimmt.
(Experiment als Foto mitgeschickt) 

Lösung

Im Teilexperiment "a" wird eine Induktionsspannung durch Änderung der Fläche erzeugt. Die Flächenänderung wird durch das hinaus bzw. hinein Bewegen des Stabmagneten erreicht. Es gilt U_ind=-N*B*A_s/t
Die Induktionsspannung ist am größten wenn die  Spule mit größt möglicher des Magneten durchsetzt ist (U_ind≈A_s/t). 
Demnach ist die Spannung am höchsten wenn der Magnet komplett in die Spule bewegt. Außerdem ist die Induktionsspannung von der Zeit abhängig in der der Magnet innerhalb der Spule ist. Es gilt: U_ind≈1/t 
Die Spannung ist also besonders groß wenn der Magnet schnell vollständig in die Spule hinaus und heraus bewegt wird. Die Spannung ist außerdem von der Anzahl der Windungen abhänigg die vor der Messung zwar variieren kann jedoch danach konstant ist.

Im Teilexperiment "b" wird Induktionsspannung in der Induktionsspule gemessen, weil diese einem sich veränderndem B-Feld ausgesetzt wird welches durch einen Elektromagneten aufgebaut bzw. verändert wird. Es gilt U_ind=-N*A_s*B/t wie im Teil "a" ist die Anzahl der Windungen während der Messung konstant, hier ist zusätzlich A konstant. Die Induktionsspannung ist also vom B-Feld abhängig bzw. der Zeit in der dieses sich verändert. 
Die Spannung wird sehr groß wenn das B-Feld schnell sehr stark (und dann wieder schwächer und wieder stärker) wird.

Vielen Dank für eine Korrektur! :) 

Mal zwei eine Frage am Rande. Man würde im Teilexperiment b die Induktionsspannung ja mit U_ind=-N*A_s*B/t berechnen Was N B und t sind ist klar aber was ist denn hier in dem Falle die Fläche?
Und: Warum steht in den Gleichungen nicht nur A sondern A_s ? Ich war leider in der Doppelstunde krank und habe es nie als Problem angesehen (was es bestimmt auch nicht ist ^^) würde mich nur einmal interessieren. 

  

Answer 1

Hallo

 1. A_s ist die Fläche senkrecht zu B, nur auf die kommt es an.

2. a) hast du falsch, Die Fläche ist fest, nämlich die der Spule. Das magnetische Feld des Permanentmagneten nimmt mit dem Abstand zur Spule ab. Wenn du den Magneten auf die Spule zubewegst, wird B in der Spule größer, bis der Magnet ganz in der Spule steckt, wenn er sich dann noch bewegt ändert sich B nicht mehr. d.h. die spannung ist am größten, wenn ich der Magnet auf die spule zubewegt, oder aus ihr rausgezogen wird (mit entgegengesetztem Vorzeichen.) Wird die Windungszahl vergrößert, steigt die Spannung, wird die Geschwindigkeit, mit der man den Magneten bewegt größer wird die Spannung größer.

zu b) als erstes musst du sagen, das sich B , das durch den Elektromagneten erzeugt wird ändert, wenn man die Stromstärke ändert. damir ändert sich auch B in der danebenstehenden Spule., je schneller sich I im elektromagneten ändert, desto stärker die Änderung von B in der Spule. dazu vielleicht noch dass sich die Richtung der Spannung ändert wenn man die Stromstärke erst vergrößert, dann verkleinert.

Gruß ledum

Comments

Großes Dankeschön! Für alle drei Fragen.
Hat mir wirklich sehr weiter geholfen

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Nur nochmal so zur Sicherheit:
In a) wird also eine Spannung durch Änderung des Magnetfeldes erzeugt und das Magnetfeld ändert sich wenn der Magnet hin zur Spule und weg bewegt wird.

Richtig?

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Könnten Sie mir sagen mit welcher Gleichung / Formel man jeweils die Induktionsspannung berechnen würde?