[ § 06 ] — Elektro-Wissen · Thema

Magnetismus und elektromagnetische Induktion.

3 Abschnitte · 5 Formeln · 6 Rechner

Jeder stromdurchflossene Leiter erzeugt ein Magnetfeld. Ändert sich ein Magnetfeld, wird umgekehrt eine Spannung induziert — das Grundprinzip von Generator, Transformator und Motor.

Abschnitt 01

Feldgrößen

Die magnetische Feldstärke H (A/m) hängt von Strom und Windungszahl ab. In einer Ringspule gilt H = N · I / l_m mit der mittleren Feldlinienlänge l_m.

Die Flussdichte B (Tesla, T) berücksichtigt zusätzlich das Material: B = µ₀ · µ_r · H mit µ₀ = 4π · 10⁻⁷ Vs/(Am). Der magnetische Fluss ist Φ = B · A (Weber, Wb).

Abschnitt 02

Induktionsgesetz

Ändert sich der Fluss durch eine Spule mit N Windungen, wird die Spannung u_i = −N · ΔΦ / Δt induziert. Das Minuszeichen (Lenzsche Regel) bedeutet: Die Induktion wirkt ihrer Ursache entgegen.

Für die Selbstinduktion einer Spule folgt daraus u_i = −L · Δi / Δt.

Abschnitt 03

Anwendungen

Transformatoren nutzen die Induktion zur Spannungsumsetzung, Generatoren zur Umwandlung von Bewegung in elektrische Energie, Motoren den umgekehrten Weg über die Kraft auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld.

[ § F ] — FAQ

Häufige Fragen.

Häufige Fragen zum Thema Magnetismus und elektromagnetische Induktion.

  • Die relative Permeabilität: um wie viel ein Material die Flussdichte gegenüber Luft verstärkt. Für Luft ist µ_r ≈ 1, für Eisenkerne deutlich größer und nicht konstant.