Warum hat die Spule eine Wechselspannung?
Hallo liebe Gutefrage Community, neulich haben wir im Unterricht mit Induktion angefangen. Während des Unterrichts habe ich nicht so ganz verstanden warum die Spule genau eine Wechselspannung hat. Auch auf Nachfrage habe ich keine verständliche Antwort bekommen. Deswegen wollte ich euch fragen, ob ihr es mir evtl. erklären könnt. Vielen Dank im Voraus :)
4 Antworten
Hey :-)
ALSO: Ein Induktionsstrom fließt immer dann, wenn sich ein Magnetfeld verändert (aufbaut oder abbaut). Wenn du jetzt an eine Spule Gleichspannung anlegen würdest, hättest du im ersten Moment, wo sich das Magnetfeld aufbaut einen Induktionsstrom der aber eben nur so lange anhält bis sich das Magnetfeld komplett aufgebaut hat.
Bei der Wechselspannung wechselt sich die Stromrichtung mehrmals pro Sekunde: das heißt unzählige Magnetfeldänderungen was zur Folge hat, das die ganze Zeit ein Induktionsstrom fließt.
Hoffe ich konnte dir helfen :-)
Liebe Grüße
Tobi
Würde eher von Induktionsspannung sprechen, sekundärseitig muss ja kein gesclossener Stromkreis vorliegen.
Mittels des europäischen Energieversorgungs-Verbundnetzes werden alle Haushalte mit Wechselstrom versorgt, bestimmt auch die gewöhnlichen Steckdosen in Eurem Physikraum. Zur Bereitstellung von Gleichstrom müsste der Physiklehrer schon über einen Gleichrichter verfügen.
Wenn wir also eine Drahtspule an eine normale Steckdose anschließen, wird diese von einem Wechselstrom durchflossen, genauso wie beispielsweise der Glühfaden einer Glühlampe oder der Heizdraht eines Lötkolbens.
Ich habe die Antwort schon, aber ich danke dir trotzdem :)
Also eine Spule "hat" erstmal gar keine Spannung, sondern eine Induktivität. Es kann in eine Spule aber eine Wechselspannung induziert werden, wenn sich die Spule in einem sich zeitlich ändernden Magnetfeld befindet. Also magnetisches Wechselfeld (in der richtigen Ausrichtung) ⇒ Wechselspannung.
Ich machs mal gaaaaanz leicht falls zu viele Fachbegriffe drin waren.
Eine Spule ist nur ein Draht den man auf ne Röhre gewickelt hat. Wie ein Lockenwickler!
Wie du vielleicht weißt entsteht um einen Draht herum ein Magnetfeld wenn ein Strom durchfließt. Magnetfelder haben auch eine Richtung und um die Richtung zu bestimmen gibt es die rechte-Hand-Regel.
Formst du ein "Thumbs-Up" mit deiner Hand und zeigst den Daumen in Stromrichtung, dann zeigen dir deine restlichen Finger in welche Richtung das Magnetfeld zeigt.
Diese Richtung des Magnetfeldes ist wichtig weil sich verschiedene Magnetfelder so verstärken oder schwächen können. Also legst du zwei Drähte nebeneinander in denen der Strom in die selbe Richtung fließt, dann löschen sich die Magnetfelder genau zwischen den Drähten aus und es bleiben nur die äußeren übrig.
Hier ein Bild: http://i.imgur.com/zNvfwpW.jpg
Jetzt musst du dir das ganze in einer Spule vorstellen! Schaltest du den Strom an, hast du genau den gleichen Effekt denn der Strom fließt im Kreis und in den Nachbardrähten fließt der Strom in die selbe Richtung.
Es entsteht so ein Magnetfeld: http://i.imgur.com/8R8eJ5r.jpg
Ein Magnetfeld kann sich nicht von 0 auf 100 aufbauen ohne dass zeit vergeht,. Es dauert einen Moment. In diesem Moment hat die Spule einen Widerstand der den Strom der durch sie fließt begrenzt.
Sobald das Magnetfeld steht passiert nichts mehr und der Strom kann ungebremst durchhämmern. Hat man keinen normalen Widerstand vor der Spule ist das ein Kurzschluss und die Spule geht kaputt (oder die Sicherung fliegt).
Wie du dir jetzt vielleicht schon denkst ist das nur bei Gleichstrom so. Bei Wechselstrom muss sich das Magnetfeld ja ständig neu aufbauen weil der Strom die Richtung wechselt. Das heißt die Spule hat dem Strom ständig etwas entgegenzusetzen und erzeugt so keinen Kurzschluss.
Der Widerstand der Spule hängt von der Schnelligkeit ab mit der der Strom die Richtung wechselt. Je öfter das passiert desto höher ist natürlich der Widerstand! Diese Schnelligkeit des Richtungswechsels nennt man "Frequenz".
Das ist aber nicht alles. Der Widerstand hängt natürlich auch von dem Material ab aus dem der Draht gemacht ist , von der Anzahl an Wicklungen um die Röhre (Windungen) und der Draht-dicke. Das alles fasst man bei einer Spule zu der so genannten "Induktivität" L zusammen. Also L ist eine Herstellerangabe die für jede Spule anders ist und das Rechnen erleichtert.
Der Widerstand für eine Spule berechnet sich also
RL = 2 x PI x F x L
Wobei F die Frequenz und L eben die Induktivität ist. Wenn du für die Frequenz 0 eingibst weil es zB. Gleichstrom ist, dan siehst du dass der Widerstand auch automatisch 0 wird, also ein Kurzschluss ist.