Veränderliche Magnetfelder erzeugen Spannung — Naturwissenschaften, 14–17 Jahre
Ein veränderliches Magnetfeld kann Ladungen durch einen Draht treiben und erklären, wie Generatoren Strom erzeugen.
Was Induktion ist
Bewegt man einen Magneten durch eine Drahtspule, verändert sich das Magnetfeld in der Spule. Dadurch entsteht eine Spannung im Draht, die bei einem geschlossenen Stromkreis einen Strom antreiben kann. Der Magnet gibt dem Draht nicht einfach dauerhaft Ladung; entscheidend ist die Bewegung.
Warum Induktion gebraucht wurde
Frühe Wissenschaftler wollten mechanische Bewegung in elektrischen Strom umwandeln und nicht nur chemische Zellen verwenden. Die Induktion lieferte die Verbindung: Ein rotierender Magnet oder eine Spule verändert ständig ein Magnetfeld und erzeugt Spannung. Ihre Richtung wirkt der Änderung entgegen; deshalb brauchen Generatoren fortwährende Bewegung.
Eine Spule und ein Magnet
Schließe eine Spule an ein empfindliches Messgerät an und schiebe den Nordpol eines Magneten hinein. Der Zeiger bewegt sich und zeigt eine induzierte Spannung. Hältst du den Magneten still, kehrt er auf null zurück; ziehst du ihn heraus, schlägt der Zeiger in die andere Richtung aus. Schnellere Bewegung erzeugt einen größeren Ausschlag.
Der naheliegende Fehler
Man könnte leicht denken, dass ein starkes Magnetfeld immer Strom erzeugt. Ein ruhender Magnet neben einer ruhenden Spule erzeugt jedoch keine induzierte Spannung, weil sich durch die Spule nichts verändert. Ein stärkerer Magnet, mehr Drahtwindungen oder schnellere Bewegung können den Effekt vergrößern, ersetzen aber nicht die notwendige Veränderung.
Wo es genutzt wird
Generatoren in Kraftwerken nutzen Turbinen, um Spulen oder Magnete zu drehen und Strom für das Netz zu erzeugen. Transformatoren verwenden einen veränderlichen Strom in einer Spule, um in einer anderen eine andere Spannung zu induzieren; so lässt sich Energie effizient übertragen. Induktionsherde erzeugen ebenfalls veränderliche Magnetfelder, die geeignete Metallpfannen direkt erwärmen.
Weiter erkunden
Andere Sprachen
MyLeoNes™ wird geladen…