Die elektromagnetische Induktion in Experimenten


Induktionsgesetz - Experimente mit einem Sägezahngenerator und Spannungsmesser


Eine gleichmäßige Änderung des magnetischen Flusses, der die Induktionsspule durchsetzt ist auch auf elektronischem Wege möglich. Dazu findet ein Sägezahngenerator mit Verstärker Verwendung, der eine maximale Stromstärke von etwa 1 A ermöglichen soll. Dieser Strom durchfließt die Feldspule der Induktionsanordnung.
Ein in Reihe geschalteter Strommesser läßt die gleich mäßige Zunahme bzw. Abnahme der Stromstärke erkennen. Die Induktionsspule ist mit einem Spannungsmesser verbunden (siehe nebenstehendes Bild). Die gesamte Induktionsanordnung soll möglichst eisenfrei sein. Bei einer Frequenz von einem Zehntel Hertz tritt eine maximale Induktionsspannung von etwa 1 mV auf.
Steht ein solch empfindliches Meßgerät nicht zur Verfügung, so können Feld- und Induktionsspule mit einem gemeinsamen Eisenkern versehen werden. Die maximale Magnetisierung muß dabei deutlich unter der Sättigungsmagnetisierung des Eisens liegen. Im einfachsten Falle wird die Verbindung zwischen Feld- und Induktionsspule mit einem I- oder U-Kern vorgenommen, einen höheren Wirkungsgrad erreicht man mit einem geschlossenen Eisenkern.
Die Anordnung gleicht dann der eines Transformators. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass zwischen I-Kern und U-Kern einige Lagen Papier gelegt werden.
Für die zuletzt beschriebenen Experimente kann anstelle der Luftspulen auch das Induktionsgerät Einsatz finden. Der Vorteil besteht in einem homogenen Magnetfeld großen Durchmessers, in das leicht Spulen unterschiedlicher Windungsfläche eingebracht werden können.
Anordnungen mit Luftspulen lassen leicht eine Veränderung der Querschnittsfläche der Induktionsspule zu. Ein Variieren der Windungszahlen der Induktionsspule bereitet in allen Fällen keine Schwierigkeiten. Unterschiedliche Kraftflußänderungen erreicht man entweder dadurch, dass man die Zeit für das Ansteigen bzw. Abfallen des Stromes verändert. Dabei ist es leicht möglich, durch Vergrößern der Frequenz z.B. nacheinander, Anstiegszeiten von 8 s, 4 s und 2 s einzustellen. Es ist aber auch möglich, bei gleicher Frequenz den Maximalwert der Stromstärke - am besten im Verhältnis ganzer Zahlen - zu verändern.
Der Vorteil der Anordnung besteht darin, dass die Induktionsspannung über längere Zeit konstant ist. Die vom Strommesser angezeigte, sich ändernde Stromstärke läßt deutlich die Ursache der Induktionsspannung erkennen.

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