Die Lenz`sche Regel und das Vorzeichen der induzierten Spannung

Geräte und deren Funktion:
Spule mit 500 Windungen zur Erzeugung des Magnetfeldes (Erregerspule), Spule mit 500 Windungen zum Nachweis des Induktionsstroms (Messspule), Weicheisenkern zur Verstärkung des Magnetfeldes, 2 Amperemeter zur Messung der Stromstärken in der Erregerspule und in der Messspule, Spannungsquelle zur Erzeugung des Erregerstromes.

Versuchsaufbau:
Die beiden Spulen werden gleichsinnig auf dem Weicheisenkern angeordnet, an die beiden Amperemeter angeschlossen und die Spannungsquelle wird, wie in der Skizze, an die Erregerspule angeschlossen.

Versuchsskizze von Hatice A. und Ilkay S.

Versuchsdurchführung:
Der Strom wird ein und wieder ausgeschaltet. Dabei werden die Ströme beobachtet.

Versuchsbeobachtung:
Beim Anschalten des Stroms können wir bei der ersten Spule einen positiven Ausschlag des Zeigers des Amperemeters erkennen und bei der zweiten Spule einen negativen Ausschlag des Zeigers des Amperemeters. Beim Ausschalten des Stromes ist bei der zweiten Spule ein positiver Ausschlag des Zeigers des Ampermeters zu beobachten.

Versuchserklärung:
Beim Einschalten des Stroms in der Erregerspule entsteht ein Magnetfeld. Das sich ändernde Magnetfeld induziert in der Messspule eine Induktionsspannung. Die Induktionsspannung bewirkt einen Induktionsstrom. Der induzierte Strom fließt in die entgegengesetzte Richtung wie in der Erregerspule.
Wenn sich das Magnetfeld aufgebaut hat, ändert sich die magnetische Flussdichte B nicht mehr, wodurch in der Messpule keine Spannung mehr induziert wird. Deshalb fließt in ihr auch kein Strom mehr.
Beim Ausschalten des Stroms bricht das Magnetfeld in sich zusammen. Die Änderung ist negativ, deshalb wird in der Messspule eine Spannung induziert, die entgegengesetzt zu der beim Einschalten induzierten Spannung gerichtet ist. Der Induktionsstrom fließt deshalb auch in die entgegengesetzte Richtung, d. h. er fließt in dieselbe Richtung wie in der Erregerspule. Das Vorzeichen der induzierten Spannung ist deshalb negativ.
Zusammenfassend läßt sich also sagen:
Die Ursache des Induktionsstroms ist einmal das anwachsende Magnetfeld beim Einschalten und zum anderen das abnemende Magnetfeld beim Ausschalten. Der Induktiosstrom ist nun jeweils so gerichtet, dass er ein neues Magnetfeld erzeugt, das der Änderung des Feldes der Erregerspule entgegen wirkt.

Fazit:
Aus der Erklärung des Versuchs kann die Lenz`sche Regel abgeleitet werden:
Der Induktionsstrom ist stets so gerichtet, dass er der Ursache seiner Entstehung entgegenwirkt.

Erstellt von Hatice A. und Ilkay S. mit einigen Ergänzungen durch Herrn Ecker.