erzeugt werden kann.1. Wann und von wem wurde entdeckt
a) dass ein elektrischer Strom ein Magnetfeld erzeugt,
b) dass Magnetismus elektrischen Strom hervorrufen kann.
2. Wie kann eine Induktionsspannung erzeugt werden? Geben Sie zwei grundsätzlich verschiedene Beispiele an.
3. Beschreiben Sie einen Aufbau, mit dem eine sinusförmige
Wechselspannung erzeugt werden kann.
4. a) Wie ist die physikalische Größe magnetischer Fluss
definiert? Welche Einheit hat diese Größe?
b) Wie wird der magnetische Fluss durch eine ebene Fläche berechnet,
wenn das homogene Magnetfeld die Fläche nicht senkrecht durchsetzt?
5. a) Geben Sie das Induktionsgesetz an und erläutern Sie
alle darin vorkommenden Größen.
b) Drücken Sie in Worten aus, was die Ursache der Entstehung der
Induktionsspannung in einer Leiterschleife oder Spule ist.
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6. Eine flache Rahmenspule mit rechteckförmigem
Querschnitt hat die Seitenlängen a = 5 cm, d = 3 cm
und die Windungszahl n = 200. Sie wird mit der
Geschwindigkeit |
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Stellen Sie den Verlauf der Induktionsspannung vom Eintritt der Spule in das Magnetfeld bis zum vollständigen Austritt in einem Diagramm dar. |
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7. Was besagt das Lenz'sche Gesetz?
8. Beschreiben und erläutern Sie ein Experiment das zeigt, dass auch bei Induktionsvorgängen die Energieerhaltung gültig ist.
9. Das "Minus" im Induktionsgesetz ist überflüssig - man kann das Spannungsmessgerät ja umgekehrt anschließen. Was meinen Sie dazu?
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10. a) Bei einer von einem Magnetfeld durchsetzten
Leiterschleife mit Querschnittsfläche A muss eine
Richtung definiert werden, in der Spannungen und
die technische Stromrichtung als positiv gezählt
werden. |
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11. Einer Zylinderspule wird entsprechend nebenstehender Skizze ein Stabmagnet genähert. Geben Sie die magnetische Polung der Zylinderspule und die technische Richtung des Induktionsstroms in der Spule an. Begründen Sie Ihre Aussage mit dem Lenz'schen Gesetz. |
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12. Was versteht man unter "Selbstinduktion"?
13. Leiten Sie die Induktivität einer langen schlanken Spule in folgenden Schritten her:
14. Wieviel Windungen muss man auf einen geschlossenen Eisenkern (Ringkern) wickeln, um eine Induktivität von 1 H zu erhalten, wenn die mittlere Länge des Kerns 40 cm und sein Querschnitt 4 cm2 betragen und das Eisen eine relative Permeabilität von 800 hat? (Hinweis: Das Feld im Inneren des Ringkerns darf wie das Feld im Inneren einer langen schlanken Spule behandelt werden.)
15. Im folgenden Aufbau wird der Strom durch eine Spule ein- bzw. ausgeschaltet.
a) Begründen Sie, warum der Strom beim Einschalten zeitlich
verzögert auf seinen Endwert ansteigt.
b) Begründen Sie, warum der Strom beim Abschalten zeitlich verzögert
auf Null abfällt.
c) Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf von Einschalt- bzw.
Ausschaltstrom.
d) Geben Sie die Zeitfunktionen für den Einschaltstrom und für den
Ausschaltstrom an.
16. Erläutern Sie, warum es beim Abschalten des Stroms durch eine Spule zu gefährlichen Überspannungen kommen kann.
17. Durch eine Stromquelle wird ein bestimmter zeitlicher Verlauf des Stromes in einer Spule erzwungen. Skizzieren Sie zu den angegebenen Stromverläufen den zeitlichen Verlauf der Selbstinduktionsspannung.
18. Füllen Sie die folgende Tabelle aus.
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elektrisches Feld |
magnetisches Feld |
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Energie
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Energiedichte |
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Feldkonstante |
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19. a) Durch eine Spule mit 2 H fließt ein Strom von 3 A.
Wieviel Energie enthält das Magnetfeld der Spule?
b) Auf welche Spannung müsste ein Kondensator der Kapazität 
aufgeladen werden, damit sein elektrisches Feld den
gleichen Energiebetrag enthält wie das Magnetfeld der Spule?
und
für den Umlaufsinn der Randkurve von A an.
