3 Elektromagnetische Induktion (induzierte EMK) – Probleme und Lösungen
1. Eine Spule wird durch eine andere Spule ersetzt, deren Windungszahl doppelt so hoch ist wie die der ursprünglichen Spule. Die Änderungsrate des magnetischen Flusses ist konstant. Bestimmen Sie das Verhältnis der anfänglichen zur endgültigen induzierten EMK.
Bekannt:
Anfangsschleifen (N) = 1
Letzte Schleifen (N) = 2
Die Änderungsrate des anfänglichen magnetischen Flusses (ΔØ B / Δt) = die Änderungsrate des endgültigen magnetischen Flusses (ΔØ B / Δt)
Gesucht: Das Verhältnis der anfänglichen und der endgültigen induzierten EMK
Lösung:
Die Gleichung des Faradayschen Induktionsgesetzes:
E = -N (ΔØ B / Δt)
E = induzierte EMK, N = Anzahl der Windungen, ΔØ B / Δt = Änderungsrate des magnetischen Flusses
Das Verhältnis der anfänglichen und der endgültigen induzierten EMK:
Anfangsbuchstabe: Endbuchstabe
-N (ΔØ B / Δt) : -N (ΔØ B / Δt)
1: 2
2. Im Ausgangszustand (1) ändert sich der magnetische Fluss in einer Spule mit 20 Windungen innerhalb von 2 Sekunden um 5 Wb. Im Endzustand (2) ändert sich derselbe Fluss innerhalb von 8 Sekunden. Bestimmen Sie das Verhältnis der anfänglichen zur endgültigen induzierten EMK.
Bekannt:
Die Änderungsrate des anfänglichen magnetischen Flusses (ΔØ B / Δt) = 5/2
Die Änderungsrate des finalen magnetischen Flusses (ΔØ B / Δt) = 5/8
Anzahl der Schleifen (N) = 20
Gesucht: Das Verhältnis der anfänglichen induzierten EMK zur endgültigen induzierten EMK
Lösung:
Anfangsbuchstabe: Endbuchstabe
-N (ΔØ B / Δt) : -N (ΔØ B / Δt)
20 (5/2) : 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1: 1/4
4: 1
3. Der magnetische Fluss der ursprünglichen Spule mit 200 Windungen ändert sich in 0.4 Sekunden um 0.06 Wb. Der magnetische Fluss der endgültigen Spule beträgt in 0.2 Sekunden 0.08 Wb. Wenn einige Windungen der endgültigen Spule durch die Hälfte der Windungen der ersten Spule ersetzt werden, bestimmen Sie das Verhältnis der induzierten EMK der ursprünglichen und der endgültigen Spule.
Bekannt:
Die Änderungsrate des anfänglichen magnetischen Flusses (ΔØ B / Δt) = 0.06 / 0.4
Anzahl der anfänglichen Schleifen (N) = 200
Die Änderungsrate des finalen magnetischen Flusses (ΔØ B / Δt) = 0.08 / 0.2
Anzahl der Endschleifen (N) = 100
Gesucht: Das Verhältnis der anfänglichen induzierten EMK zur endgültigen induzierten EMK
Lösung:
Anfangs-E : End-E
-N (ΔØ B / Δt) : -N (ΔØ B / Δt)
200 (0.06/0.4) : 100 (0.08/0.2)
2 (0.15) : 1 (0.4)
0.3: 0.4
3: 4
