Wie erklärt man die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung bei einer Spule im Wechselstromkreis richtig?
Hallo, wir behandeln aktuell in Physik das Verhalten einer Spule im Wechselstromkreis.
Festgestellt haben wir bisher, dass es eine Verzögerung von Strom und Spannung in einer Spule von pi/2 gibt. Aber irgendwie gibt es jetzt 2 Erklärungen, die aber aus meiner Wahrnehmung, 2 unterschiedliche Annahmen machen:
Die 1. Erkärung beschreibt das ganze quantitativ. Die Spannung über einer Induktionsspule ergibt sich zu : U = L* dI/dt . Umgeformt erhält man dann das die maximale Induktionsspannung u(max) = i(max) * w* L ist.
Im Grunde will mir die Formel vermitteln, dass hier der Strom kausal für die Spannung über der Spule verantwortlich ist, was in meinen Augen auch mehr Sinn macht. Ist der Strom durch eine Sinusfunktion beschrieben, dann ändert sich das magnetische Feld dann am stärksten und damit der magnetische Fluss durch die Spule, wenn auch die Änderung der Stromstärke maximal ist. Also muss die Induktionsspannung U die Ableitung dieser sinusförmigen Stromfunktion sein, was der cos ist und damit auch die Phasenverschiebung von pi/2 nach links erklärt. Strom ist hier also kausal für die Spannung.
Was mir hier allerdings nicht gefällt ist, dass die Spannung dem Stromfluss teilweise auch entgegenwirkt (Lenzsche Regel), was wiederum den Strom selbst drosseln müsste.
Die zweite Erklärung ist von rein qualitativer Natur und sieht die Induktionsspannung kausal für den Strom durch die Spule, viele sagen ja auch "der Strom läuft der Spannung voraus". Es läge ja daran, dass eine Spule grundsätzlich träge sein und erst später Strom fließen kann, wenn Spannung da ist. Aber wie will man das anschaulich erklären? Auch kann man doch nicht auf den Strom verzichten, denn es ist ja der Strom, der durch das sich aufbauende Magnetfeld gedrosselt wird und damit den Strom sozusagen verzögert.
Ich hoffe man, versteht, wo mein Problem liegt. Es geht so ein bisschen um die Kausalität, ist es der Strom der in der Spule die ganze Spannung bewirkt, oder die Spannung, die einen verzögerten Strom entstehen lässt?
Danke im Voraus!
