Musterlösung d
Zwei Spulen / Qualitative Bestimmung der Induktionsspannung
Vorüberlegung
Auch hier ist es sinnvoll einige Vorüberlegungen zum Sachverhalt anzustellen.
Fällt die Spule S senkrecht aus der Spule Z, in der ein Magnetfeld wirkt, so gibt es im Verlauf des Falls eine Änderung des magnetisches Flusses
Diskussion der Induktionsspannung
Nützlich ist eine Gliederung des Falls der Spule S.
- Spule S ist noch gerade innerhalb von Spule Z: Das Magnetfeld (bzw. die magnetische Flussdichte) im Innern der Spule Z ist konstant. Der magnetische Fluss durch Spule S ist es folglich auch. Daher ist die Induktionsspannung Null.
- Spule S fällt aus der Spule Z heraus: Das Magnetfeld am Rand einer Spule nimmt ab (magnetische Feldlinien laufen ja am Rand einer Spule wirbelförmig auseinander!). Der magnetische Fluss
in Spule S nimmt demzufolge auch ab; . Das Induktionsgesetz ergibt dann eine zunehmende Induktionsspannung in Spule S. Die Induktionsspannung bleibt während des gesamten Verlaufs positiv. - Spule S in großer Entfernung von Spule Z: Das Magnetfeld wird zunehmend deutlich schwächer und konvergiert gegen Null. Der magnetische Fluss durch Spule S und auch die Induktionsspannung konvergieren gegen Null.
Hinweis:
Es genügt hier eine rein qualitative Diskussion (keine Rechnungen), wie auch in der Aufgabe verlangt.
Bemerkung:
Mathematisch wird ein zunehmender magnetischer Fluss durch