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© Horst Hübel Würzburg 2005 - 2014

Elektromagnetische Induktion

Lernschwierigkeiten können entstehen,
  • wenn "Induktion durch Bewegung" als Prototyp der Induktion in den Vordergrund gestellt wird: die Sch werden immer Induktion als Folge der Lorentz-Kraft sehen (wollen),
  • wenn  behauptet wird, dass bei der Induktion immer eine Spannung im Sinne einer Potenzialdifferenz entstehe,
  • wenn behauptet wird, dass Induktion stets die Folge von Kräften sei (Lorentz-Kraft) und nicht der Ausdruck veränderlicher elektrischer und magnetischer Felder,
  • wenn ein "Schneiden von Magnetfeldlinien" als Ursache der Induktion suggeriert wird.

Dabei ist klar:
  • Längs einer geschlossenen Kurve C entsteht eine (elektrische) Ringspannung (Umlaufspannung), wenn sich innerhalb von C der magnetische Fluss Φ ändert. In bestimmten Bezugssystemen ist das mit einem elektrischen Wirbelfeld verbunden.
  • Das Besondere bei der Induktion ist die Entstehung einer Ringspannung bzw. eines elektrischen Wirbelfelds. Allerdings entsteht evtl. nicht in jedem Bezugssystem ein Wirbelfeld (nicht in jedem BZS rot E =/= 0). (Außerdem: Nicht jedes Wirbelfeld hat geschlossene "Feldlinien".)  
  • Induktion setzt nicht das Vorhandensein von Leitern und Ladungen voraus. Z.B. die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen erfolgt durch das Vakuum. Wenn ein bewegter Leiterstab magnetisch abgeschirmt wird, kann trotzdem Induktion entstehen, so als herrsche im abgeschirmten Leiter eine Lorentz-Kraft.
  • Es gibt keine absolute Bewegung eines Leiterstabs ("Induktion bei bewegtem Leiter") und es gibt keine Bewegung eines Leiters "gegen ein Magnetfeld". Wesentlich für die Induktion dagegen kann eine Bewegung eines Leiters in einem Bezugssystem sein, in dem das Magnetfeld B gemessen wird.

Es empfiehlt sich, die Behandlung der Induktion mit einer geschlossenen Leiterschleife zu beginnen, die von einem zeitlich veränderlichen Magnetfeld durchsetzt ist. Wenn das Induktionsgesetz formuliert ist, kann auch der Fall untersucht werden, bei dem zusätzlich eine Erklärung mit der Lorentz-Kraft möglich ist.

Die entstehende Ringspannung kann als U = W/Q definiert werden, wenn W die Arbeit ist für den Transport der Ladung Q auf einem geschlossenen Weg zum Ausgangspunkt zurück. Ringspannungen werden nachgewiesen durch einen Ringstrom oder durch eine gewöhnliche Spannung gleicher Größe, wenn der geschlossene Stromkreis unterbrochen wird.

Vorläufig:

Was ist elektromagnetische Induktion ? , Test zur Induktion , Fragen und Antworten zur Induktion und auch Einige "einfache" Aufgaben zur Induktion , Induktion ohne Magnetfeld Spannungsdefinition / Ringspannung

Vgl. einen Text für Schüler