Lösung L-0104

Einschalten einer Spule

a) Mit der Gleichung für die Magnetfeldstärke in einer Spule erhalten wir:
B = μ₀μ_r I N/l = 0,02639 T = 26,39 mT

b) Diese Magnetfeldstärke wird innerhalb von 0,5s erreicht. Es gilt also:
U_ind = N A ΔB/Δt = 0,01583 V = 15,83 mV.

c) Führen wir beide Gleichungen zusammen, so erhalten wir:
U_ind = N A ΔB/Δt = N A Δ(μ₀μ_r I N/l)/Δt
Sortieren wir nun alle Konstanten Größen nach vorne, so erhalten wir:
U_ind = μ₀μ_r N²A/l * ΔI/Δt oder
U_ind = L ΔI/Δt mit L = μ₀μ_r N²A/l = 5,65 E-3 H = 5,65 mH

Unterscheidung von Induktion und Selbstinduktion

• Induktion: Die Magnetfeldstärke in der Spule ändert sich, es gilt also die erste Form des Induktionsgesetzes. Die Lenzsche Regel lässt vermuten, dass das Auto etwas abgebremst wird.
• Selbstinduktion: Die Lenzsche Regel bewirkt, dass der Strom nur langsam ansteigt, was das verzögerte Aufleuchten der Lampe erklärt.
• Induktion: Die dem Magneten zugewandte Fläche ändert sich, wodurch eine Spannung induziert wird. Nach der Lenzschen Regel müsste die Drehbewegung abgebremst werden.