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Selbstinduktion

Geräte:

Spannungsquelle für Gleichspannung,
Schalter,
2 gleiche 6V-Glühlampen,
Spule mit 2500 Windungen und Eisenkern,
regelbarer Widerstand

Versuchsaufbau:

Versuchsdurchführung:

Der Versuch wird gemäß der Schaltung aufgebaut und bei geschlossenem Schalter eine Spannung von 20V eingestellt. Mit dem regelbaren Widerstand wird die Helligkeit der Glühlampen etwa gleich hell eingestellt. Danach wird der Schalter schnell geöffnet und anschließend auch wieder geschlossen. Das Verhalten der Glühlampen beim Öffnen und Schließen des Schalters wird beobachtet.

Versuchsbeobachtung:

Beim Ausschalten sieht man, dass die Glühlampe im Zweig mit der Spule etwas länger nachleuchtet, als die andere Glühlampe. Beim Einschalten ist kaum etwas zu Bemerken. Die Glühlampen beginnen fast gleichzeitig zu leuchten. Die Glühlampe im Zweig mit der Spule geht minimal später an, als die andere Lampe.

Versuchserklärung:

Beim Ausschalten sinkt die Stromstärke ganz schnell auf null. Dadurch bricht das Magnetfeld in der Spule zusammen. Durch das sich ändernde Magnetfeld wird in der Spule selbst eine Spannung induziert, die nach der Lenz'schen Regel so gerichtet ist, dass ein Induktionsstrom fließt, der der Ursache entgegen gestzt gerichtet ist. Die Ursache ist der abnehmende Strom und deshalb entsteht ein Strom der diese Abnahme ausgleicht. Er fließt in der selben Richtung wie der abnehmende Strom. Dadurch leuchtet die Lampe auch noch nachdem der Schalter geöffnet wurde.
Nach kurzer Zeit ist das Magnetfeld vollständug abgebaut, so dass auch keine Spannung mehr induziert wird. In diesem Moment fließt dann auch kein Induktionsstrom mehr und die Lampe geht aus.
Beim Einschalten ist alles umgekehrt.
Der Vorgang bei dem in der Spule durch Änderung ihres eigenen Magnetfeldes eine Spannung induziert wird, nennt man Selbstinduktion.

Die Ursache der Selbstinduktion ist die Induktivität der Spule.
Hier geht es zur Herleitung der Induktivität einer Spule.