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Elektromagnetismus

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Steckbrief

Elektromagnetische Induktion

Wenn ein elektrischer Leiter in einem Magnetfeld bewegt wird, baut sich in ihm eine Spannung auf. Das ist u.a. das Funktionsprinzip eines Generators.

Wechselstrom

Wechselstrom entsteht dann, wenn ein elektrischer Leiter in einem Magnetfeld rotiert. Dann ändern sich Stromstärke und Spannung laufend in Form einer Sinuskurve. (im Gegensatz zum Gleichstrom, bei dem immer konstante Spannung und konstante Stromstärke herrscht).

Der Effektivwert der Spannung beim WechselstromEquation berechnet sich aus dem Spannungsmaximum Equation nach:

Equation
Transformator

Ein Transformator ist eine Anordnung von 2 elektrischen Spulen, die nur durch ein gemeinsames Magnetfeld miteinander gekoppelt sind. Mit ihm kann eine hohe Spannung in eine niedrige transformiert werden und umgekehrt.

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    Elektromagnetische Induktion

    Immer wenn Ladung bewegt wird (also ein Strom fließt), entsteht ein magnetisches Feld. Umgekehrt gilt auch: Immer wenn der magnetische Fluss Equation durch eine Leiterschleife geändert wird (d.h., wenn sich seine Stärke oder Richtung ändern), baut sich in diesem Leiter eine Spannung auf. Wenn der Leiterkreis geschlossen ist, wird ein Stromfluss induziert. Man spricht dann von elektromagnetischer Induktion.

    Dieses Prinzip wird z.B. im elektrischen Generator angewendet. Wird ein Rotor mechanisch (z.B. durch Wasser oder Wind) oder thermisch (Wasserdampfturbine) angetrieben und rotiert in einem Magnetfeld, dann wird im Rotor eine Wechselspannung bzw. ein Wechselstrom erzeugt.

    Die Induktion kommt dadurch zustande, dass auf bewegte Ladungen (Rotor) im magnetischen Feld eine Kraft ausgeübt wird. Dadurch werden die Elektronen im Leiter bewegt und bauen selbst ein elektrisches Feld auf. Es entsteht im Leiter eine ungleiche Verteilung der Elektronen (Elektronenmangel bzw. Elektronenüberschuss) und dadurch eine Spannung.

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      zuletzt bearbeitet: 07.10.2022
      Fachlicher Beirat: Prof. Dr. Dr. Hartmut Zabel, 29.01.2022
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