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Physik Elektrodynamik – Induktion

15 KartenNaturwissenschaftenatrio10.10.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Was besagt das Faradaysche Induktionsgesetz in Integralform? · Wie lautet di…

Karten

15 Karten
STANDARD

Was besagt das Faradaysche Induktionsgesetz in Integralform?

Rückseite

Die induzierte Spannung entlang eines geschlossenen Leiters equals minus die zeitliche Ableitung des magnetischen Flusses durch die vom Leiter umspannte Fläche: U_ind = -dΦ/dt.

STANDARD

Wie lautet die Lenzsche Regel und was drückt das Minuszeichen im Faradayschen Gesetz aus?

Rückseite

Der induzierte Strom wirkt so, dass sein Magnetfeld der Änderung des äußeren Flusses entgegenwirkt – das Minuszeichen kennzeichnet diese Gegenwirkung (Energieerhaltung).

STANDARD

Wie berechnet man den magnetischen Fluss Φ durch eine Fläche?

Rückseite

Φ = ∫ B·dA = B·A·cos(α), wobei B die magnetische Flussdichte, A die Flächengröße und α der Winkel zwischen B und Flächennormalen ist.

STANDARD

Welche Formel gilt für die induzierte Spannung in einem geraden Leiter der Länge l, der senkrecht zu B mit Geschwindigkeit v bewegt wird?

Rückseite

U_ind = B·l·v (Lorentzkraft auf freie Elektronen), Richtung nach der Rechten-Hand-Regel: Daumen = v, Zeigefinger = B, Mittelfinger = Stromrichtung.

STANDARD

Wie lautet die induzierte Spannung in einer Spule mit N Windungen bei änderlichem Fluss?

Rückseite

U_ind = -N·dΦ/dt; bei konstanter Flussänderung vereinfacht zu U_ind = -N·ΔΦ/Δt (Spannung proportional zur Windungszahl).

STANDARD

Was ist Selbstinduktion und wie definiert sich die Induktivität L?

Rückseite

Selbstinduktion: Eine Spule induziert in sich selbst eine Gegen-Spannung bei Stromänderung. L = Φ/I = N·Φ/I (Einheit: Henry = Vs/A).

STANDARD

Wie berechnet man die Induktivität einer langen Luftspule (Länge l, Querschnitt A, Windungszahl N)?

Rückseite

L = μ₀·N²·A/l; bei Eisenkern multipliziert man mit der relativen Permeabilität μ_r (L = μ₀·μ_r·N²·A/l).

STANDARD

Welche Energie speichert eine Spule mit Induktivität L bei Strom I im Magnetfeld?

Rückseite

E_mag = ½·L·I²; die Energie wird beim Einschalten zugeführt und beim Ausschalten (z. B. als Lichtbogen) wieder freigesetzt.

STANDARD

Was sind Wirbelströme (Foucault-Ströme) und wo treten sie auf?

Rückseite

Induzierte Ringströme in massiven Leitern bei änderlichem B-Feld; verursachen Verluste (Joule-Wärme) in Transformatorblechen und Motoren.

STANDARD

Wie verringert man Wirbelstromverluste in Transformator-Kernen?

Rückseite

Durch Schichtung: isolierte, dünne Bleche (Dynamoblech) parallel zum Fluss begrenzen Wirbelstromwege und reduzieren Verluste drastisch.

STANDARD

Wie lautet das Übersetzungsverhältnis eines ideale Transformators?

Rückseite

U₁/U₂ = N₁/N₂ = I₂/I₁; Spannung proportional zur Windungszahl, Strom umgekehrt proportional (Leistungserhaltung P₁ = P₂).

STANDARD

Welches Prinzip nutzt ein Generator zur Erzeugung von Wechselspannung?

Rückseite

Eine Spule rotiert im homogenen Magnetfeld → sinusförmige Flussänderung → induzierte Wechselspannung U = U_max·sin(ωt) mit U_max = N·B·A·ω.

STANDARD

Was beschreibt die gegenseitige Induktivität M zwischen zwei Spulen?

Rückseite

M = Φ₁₂/I₂ = Φ₂₁/I₁; koppelter Fluss einer Spule durch den Strom der anderen. Induzierte Spannung: U₁ = -M·dI₂/dt.

STANDARD

Was ist der Kopplungskoeffizient k und welchen Wertebereich hat er?

Rückseite

k = M/√(L₁·L₂); misst den Flussanteil, der beide Spulen durchdringt. 0 ≤ k ≤ 1 (k=1: idealer Transformator, volle Kopplung).

STANDARD

Welche Maxwell-Gleichung beschreibt die Induktion in Differentialform?

Rückseite

∇ × E = -∂B/∂t; ein zeitlich veränderliches Magnetfeld erzeugt einen Wirbel elektrischer Feldstärke (Induktionsgesetz lokal).

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