Fluss­än­de­rung und Lenz­sche Regel

Die Fluss­än­de­rung ist für die Ent­ste­hung einer Induk­ti­ons­span­nung ver­ant­wort­lich. In vie­len Fäl­len ist es jedoch unklar, in wel­che Rich­tung die Ladungs­tren­nung statt­fin­det und wie die Induk­ti­ons­span­nung pola­ri­siert ist.

Hierzu kann die Lenz­sche Regel Aus­kunft geben. Zusätz­lich erfährt man, ob eine anzie­hende oder absto­ßende Kraft­wir­kung entsteht.

Ent­ste­hung einer Induktionsspannung

In den fol­gen­den Situa­tio­nen ent­ste­hen Induk­ti­ons­span­nun­gen, die an den offe­nen Enden der Lei­t­er­schlei­fen gemes­sen wer­den kön­nen. Erläu­tere jeweils mit dem all­ge­mei­nen Induktionsgesetz.

Die Lenz­sche Regel

Die Lenz­sche Regel bezieht sich auf geschlos­sene Lei­t­er­schlei­fen, die einer Fluss­än­de­rung aus­ge­setzt sind. Dadurch, dass die Lei­t­er­schleife geschlos­sen ist, erzeugt die Induk­ti­ons­span­nung einen Strom­fluss, der unmit­tel­bar zu einem magne­ti­schen Moment in der Schleife führt. Die Lenz­sche Regel macht eine Aus­sage zu der Rich­tung die­ses Moments:

Die Rich­tung des indu­zier­ten Stro­mes lässt sich mit der lin­ken Faust bestim­men. Ebenso kön­nen wir ermit­teln, ob es eine anzie­hende oder absto­ßende Kraft­wir­kung zwi­schen dem äuße­ren Magnet­feld und dem indu­zier­ten magne­ti­schen Moment geben wird.

Auf­ga­ben

In den fol­gen­den Situa­tio­nen wer­den geschlos­sene Lei­t­er­schlei­fen verwendet. 

1. Skiz­ziere jeweils die Situa­tion ins Heft.
2. Zeichne jeweils einen Pfeil für das magne­ti­sche Moment \vec M ein, dass so gerich­tet ist, dass es der Fluss­än­de­rung entgegenwirkt.
3. Bestimme die Rich­tung der Kraft­wir­kung zwi­schen dem magne­ti­schen Moment und dem äuße­ren Magnetfeld. 
4. Ermit­tele die Strom­fluss­rich­tung in der Leiterschleife.
5. Ange­nom­men die Lei­t­er­schleife wird wie­der geöff­net, wie oben. Begründe, an wel­cher Seite der Öff­nung der Plus­pol der Induk­ti­ons­span­nung gemes­sen wer­den kann.

Hin­weis: Bei den Situa­tio­nen 1 und 2 müs­sen ver­schie­dene Pha­sen unter­schei­den werden.

Ver­su­che

Strom­stärke in einer Spule mit Eisenkern

Der Thom­son­sche Ringversuch

1. Erstelle jeweils für die drei Ver­su­che eine Ver­suchs­be­schrei­bung mit Skizze im Heft.
2. Erkläre die Ver­su­che mit der lenz­schen Regel. Erläu­tere dazu, wie sich der Fluss \Phi jeweils wäh­rend des Expe­ri­ments ver­hält und gehe auf die Kraft­wir­kun­gen ein.