1

Induktion1. Induktion Phnomenologie2. Induktion in einem zeitlich vernderlichen Magnetfeld:

i. Induktionsgesetz ii. Lenzsche Regeliii. Wirbelstrme

3. Induktivitt einer Leiteranordnung:

4. Anwendungen i. Transformator ii. Generatoriii. Motor

5. Maxwellscher Verschiebungsstrom

Transformator

I1

I2

Spule 1

Spule 2

Strom in Spule 1 erzeugt Magnetfluss 1. Ringfrmiger Eisenkern stellt sicher,dass 2 = 1. ndert sich I1, so wird in Spule 2 eine Spannung induziert.Spule 1 ist Primrspule, Spule 2 Sekundrspule

2

Transformator bersetzungsverhltnis

Eisenkern stellt sicher, dass = 2 = 1

2

1

2

1

2

2

1

1

2

1

2

1

2

)()(

)()(

=

=

=

NN

RR

NN

tItI

NN

tUtU Spannungen verhalten sich wie Windungszahlen

Strme sind umgekehrt prop. zu N

Impedanztransformation: Welcher Eingangswiderstand ergibt sich bei gegebenen Abschlusswiderstand (Lautsprecher, Tontechnik,...)

Natrlich gilt Energieerhaltung: U2 I2 = U1 I1 (Verlustfreien Fall)

Vorwiderstand TransformatorBetrieb einer Glhlampe mit 6V 5A an Netzspannung 230VWelche Methode ist vorzuziehen?

TrafodatenN1 = 150R1 = 1, R2 = 0.2

Wirkungsgrad = Plampe/Pnetz

= 2.6% = 86 %

3

Generator

Spule dreht sich in einem Magnetfeld

Fluss durch Spule ndert sich obwohl B konstantaber Normalkomponente von B ndert sich

A

B

GeneratorSpule mit N Windungen und Flche A drehtsich mit konstanter Drehzahl n im Magnetfeld BErinnerung

Winkelgeschwindigkeit = 2 nDrehwinkel (t) = t

Fluss F durch Spulenflche

)sin(0 tUUind =

)cos()cos( tBABAAB ===

)sin()cos( tNBAdt

tdNBAdtdNUind

+==

= )sin()cos( t

dttd =

A

Daraus kann die induzierte Spannung berechnet werden

Dynamo Prinzip W. von Siemens

4

Generator mit und ohne Kommutator (Stromwender)

Generator ohne KommutatorWechselspannung

Generator mit Kommutatorpulsierende Gleichspannung

Generator

Drehstromgenerator

5

Drehstromnetz

230 V 400 V

L1

L2

L3

N

NLLL UU = 121 3

Sternschaltung Dreieckschaltung

Motoren

6

Elektromotoren

Stator

Rotor, Lufer Anker

Mehrere Wicklungen,Drehmoment konstant

StromwendermotorRumlich konstantes Magnetfeld im Stnder Magnetfeld im Lufer durch stromfhrende Spulen erzeugt

Drehstrommotor

Rumlich und zeitlich vernderliches Magnetfeld im Stnder (erzeugt durch stromfhrende Spulen) Magnetfeld im Lufer durch stromfhrende Spulen oder durch Permanentmagnet erzeugt