Die elektromagnetische Induktion in Experimenten


Induktionsgesetz - Experimente mit dem Induktionsgerät


Unter Verwendung des Induktionsgerätes sind analoge Untersuchungen möglich. Das von den Helmholtzspulen erzeugte, weitestgehend homogene Magnetfeld und der unbedingte Verzicht auf Eisenkerne ermöglichen insbesondere bei der Untersuchung der Abhängigkeit der Induktionsspannung von der Querschnittsfläche der Induktionsspule sehr genaue Meßergebnisse.
Um den Stoßausschlag zu vergrößern, besitzt das Induktionsgerät einen Umschalter, der den Wechsel der Stromrichtung ermöglicht. Dadurch tritt eine doppelt so große Induktionsspannung wie beim Ein- bzw. Ausschalten des Stromes auf. Die Änderung der Stärke des magnetischen Feldes kann jedoch auch durch schnelle Drehung der Induktionsspule um 90° bzw. 180° erfolgen. Bei Untersuchungen mit dem Induktionsgerät liegen die auftretenden Fehler bei wenigen Prozent.
Nachteile des Induktionsgerätes bestehen in der für die Schüler nicht sichtbaren Schaltung und der Tatsache, dass die Induktionsspule als wesentlichster Teil der Anordnung infolge der großen Abmessungen der Feldspulen nur teilweise der Beobachtung zugänglich ist.
Die Experimente mit dem Induktionsgerät führen zu wesentlich größeren Induktionsspannungen, wenn für die Erzeugung des magnetischen Feldes anstelle von Gleichstrom Wechselstrom verwendet wird. Der Vorteil besteht dann darin, dass an der Induktionsspule eine konstante Induktions-(Wechsel-)spannung gemessen wird. Diese Vorteile werden allerdings durch den didaktischmethodischen Nachteil erkauft, dass die Ursachen des Auftretens der Spannung nicht sichtbar sind, die Schüler zu wenig über Wechselspannung wissen, keine Untersuchungen zur Richtungsabhängigkeit der Spannung durchgeführt werden können und letztlich das Transformatorprinzip schon vorweg genommen wird. Zur Erläuterung kann den Schülern mitgeteilt werden, dass das Experiment mit Wechselstrom durchgeführt wird und damit eine ständig wiederkehrende Änderung der magnetischen Flußdichte erfolgt, die zum Auftreten einer Induktionsspannung führt. Wegen der genannten Nachteile kann diese experimentelle Variante aber nur wenig empfohlen werden.

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