Feldänderung in der Spule - Induktion 2. Art

In einem Praktikum spielte ein Schüler mit dem Eisenstück herum, das normalerweise bei der Lagerung die beiden Pole des Magneten verbindet.
Dabei machte er eine erstaunliche "Entdeckung"!

Eine der Leuchtdioden leuchtete auf, es musste also eine Spannung induziert worden sein!
Dabei hatte er doch die Spule überhaupt nicht bewegt!

Wenn man den Eisenkern wieder entfernt (was gar nicht so einfach geht!), dann leuchtet die andere Leuchtdiode und zeigt eine Induktionsspannung mit umgekehrter Polung an.

Auch wenn man den Eisenkern an der Kante "kippelt", kann man Induktionsspannungen erzeugen:

immer wenn der Kern die Pole verbindet, leuchtet die rechte LED auf,
immer wenn man den Kern von den Polen trennt, leuchtet die linke LED auf.

Hier kann die Induktionsspannung nicht von der Bewegung einer Spule herkommen!
Bis auf eine kleine Erschütterung bleibt sie in Ruhe!
(bei den letzten Bewegungen im Film sieht man dies besonders deutlich).

Das Magnetfeld ändert sich!

Zunächst ist kein Eisenkern vor den Polen des Magneten. Die Magnetfeldlinien verlaufen vor allem zwischen den Schenkeln des Hufeisenmagneten. Es verlaufen auch einige Feldlinien etwas "gebogen" weiter außen.
(aus Gründen der Übersichtlichkeit sind hier nur wenige Feldlinien eingetragen)

Das homogene Magnetfeld im Zwischenraum ist - verglichen mit dem Magnetfeld an den Polen - nicht allzu kräftig.

Wird der Kern auf die Pole aufgesetzt, so verlaufen nun praktisch alle Feldlinien durch den Eisenkern und kaum noch welche im Zwischenraum Es ergibt sich ein geschlossener Feldlinienverlauf.

Das Magnetfeld im Innern der Spule ist nun deutlich stärker geworden.

Beim Aufsetzen des Eisenkerns wird das Magnetfeld in der Spule also stärker, beim Entfernen des Eisenkerns schwächer.

Diese Änderung des Magnetfeldes induziert in der Spule eine Spannung.

Wenn der Eisenkern aufgesetzt ist, ist der Zwischenraum zwischen den Schenkeln des Hufeisenmagneten fast feldfrei.

Wird hier nun die Spule verschoben, tritt praktisch keine Induktionsspannung mehr auf, wie der kleine Videofilm zeigt.

Was das Auftreten der Induktionsspannung mit dem Energie-Erhaltungssatz zu tun hat und wie man die Polung der Induktionsspannung finden kann, lernst du in der Oberstufe.

Anmerkung zu den Experimenten:
Der Hufeisenmagnet ist ein normaler kräftiger Hufeisenmagnet, wie er von verschiedenen Lehrmittelfirmen angeboten wird und wohl in sehr vielen Sammlungen vorhanden sein dürfte.
Die Induktionsspule ist eine Spule mit 3600 Windungen von Phywe. Spulen anderer Hersteller mit ähnlichen Windungszahlen sind sicher genauso geeignet.
Die Leuchtdioden sind gewöhnliche rote Standard-Leuchtdioden, man bekommt sie für wenige Cent in jedem Elektronikladen oder im Versandhandel.

Anmerkungen zu den Videoaufnahmen:

Die Videoaufnahmen entstanden im Videomodus einer normalen Digitalkamera (hp photosmart). Sie wurden mit dem Freeware Programm VirtualDub geschnitten und komprimiert und danach mit dem Freeware-Programm trmoov.exe in das Quicktime-Format umgewandelt.