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SG033 Definition der Induktivität

Selbstinduktion im Experiment

Kapazität

Glossar 

Physik für Schülerinnen und Schüler

Es wird ein abschnittsweise linear wachsender und linear fallender Strom (ein Dreiecksstrom) durch eine Spule mit möglichst geringem Widerstand gepumpt. Die Spule reagiert darauf, indem sie eine Spannung induziert, eine Selbstinduktionsspannung, die unverfälscht gemessen wird.

Das wird ermöglicht mit einer so genannten Strompumpe, deren Details hier uninteressant sind.
Schickt man einen dreiecksförmigen Strom (links oben) durch eine weitgehend widerstandslose Spule, erzeugt diese eine abschnittsweise konstante Selbstinduktionsspannung (links unten).*)

Auch das Video zeigt dieses Verhalten (bei leichten Störungen).

Es stellt sich heraus:

Die Proportionalitätskonstante wird definiert als Induktivität L:

       L = - U / ΔI/Δt              

Dann gilt also  

    U = - L · ΔI/Δt      (*)

Je größer die Induktivität L, desto größer ist der Betrag der Selbstinduktionsspannung /U/ bei einer bestimmten Änderungsgeschwindigkeit der Stromstärke ΔI/Δt. (Auf das Vorzeichen kommt es hier nicht an.)

Die Induktivität L hat die Einheit [L] = 1 V·s/A = 1 H ("Henry").   {Vgl. mit der Einheit der Kapazität:  [C] = 1 A·s/V = 1 F ("Farad")}.

Wenn Widerstände im Stromkreis in Reihe mit der Spule liegen, treten Spannungsabfälle auf. Die Zusammenhänge zwischen Stromstärke und Spannungen sind dann weitaus komplizierter. Die Gesetzmäßigkeit (*) für die Selbstinduktionsspannung bleibt aber bestehen.

Die Induktivität spielt bei der Selbstinduktion eine große Rolle.  


Für eine lange Spule mit der Querschnittsfläche A, der Länge , der Windungszahl N kann man L berechnen:

    L = µ0·µr·A·N2/  

wenn B = µ0·µr · I· n/ℓ . µ0 ist dabei die magnetische Feldkonstante, µr die relative Permeabilität.


*) Mit einer so genannten Strompumpe ist das möglich.

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( Mai 2014 )