Erzeugung von Wechselspannung
(drehende Spule im homogenen Magnetfeld)
Einleitung:
Geräte und deren Funktion:
1. Ein Helmholtzspulenpaar zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes.
2. Ein Netzgerät welches den Erregerstrom bereitstellt incl. Amperemeter zu dessen Messung.
3. Ein Voltmeter mit Zeiger in Mittelstellung zur Messung der induzierten Spannung.
4. Eine drehbar aufgehängte Spule welche das eigentliche Versuchsobjekt ist.
Versuchsaufbau:
Versuchsdurchführung:
1. Der Erregerstrom wird eingeschaltet.
2. Die Spule wird gleichmäßig mit ca. einer Umdrehung pro Sekunde gedreht.
Versuchsbeobachtungen:
Das Messgerät zeigt abwechselnd eine positive und eine negative Spannung. In der senkrechten Stellung der Spule ist die Spannung jeweils bei null und in der waagerechten abwechselnd +7,5mV oder -7,5mV. Wird die Spule schneller gedreht, so sind die Spannungsspitzen größer. Wenn die Spule eine volle Runde gedreht wurde, hat der Zeiger des Voltmeters eine volle Schwingung durchlaufen und ist wieder bei null.
Versuchserklärung:
Bei der Drehung der Spule im homogenen Magnetfeld wird eine Spannung induziert.
Die Spannung wird deshalb induziert, weil sich während einer Drehung ständig die wirksame Fläche As ändert.
Weil sich die wirksame Fläche beim Drehen sinusförmig verändert, ändert sich auch die induzierte Spannung sinusförmig.
Dreht man die Spule schneller, so ändert sich die wirksame Fläche ebenfalls schneller.
Dadurch steigt die Amplitude der induzierten Wechselspannung.
Zusammenfassung:
Dreht man eine Spule gleichmäßig im homogenen Magnetfeld, so wird eine sinusförmige Wechselspannung induziert.
Die Amplitude der Wechselspannung hängt von der Drehzahl der Spule ab.
Dieser Versuch stellt das grundlegende Prinzip
der Erzeugung von Wechselspannung dar. Auf diese Art wird die elektrische Spannung in Kraftwerken, Dynamos für Fahrräder und z.B. auch in der Lichtmaschine von Autos erzeugt.
Der Text dieser Seite wurde von Ilkay S. und Herrn Ecker erstellt.