Vergleich dreier Versuche.
Die drei Experimente
Aluringversuch,
elektrodenlose Ringentladung und
seltsamer Transformator basieren alle auf
demselben Effekt und sind eigentlich derselbe Versuch, nur mit
leicht unterschiedlichen Wirkungen.
Der folgende Vergleich soll dies verdeutlichen.
Er zeigt alle drei Anordnungen in Draufsicht auf die Spule von vorn betrachtet.
Versuch | Aluringversuch | elektrodenlose Ringentladung | seltsamer Trafo |
Bild des Aufbaus | |||
Was passiert | Der Aluring wird durch die Ringströme und wegen der inhomogenen Feldzonen am Rande des Kerns abgestoßen (Einschalten) oder angezogen (Ausschalten). | Das Gas in der Kugel leuchtet, wenn freie Ladungsträger
bereitgestellt werden ("Zauberstab") |
Der Trafokern erwärmt sich stark, sofern er massiv ist. |
Erklärung | Die Spule erzeugt ein Magnetfeld. Beim Ein- oder Ausschalten ändert sich der magnetische Fluss auch im Aluring. Es entsteht dabei im Aluring eine Induktionsspannung und ein Ringstrom. Die Umlaufrichtung des Ringstroms ist beim Ausschalten genau umgekeht wie beim Einschalten. Wegen der Ringströme und den Feldkomponenten quer zum Ring ergeben sich Kräfte auf den Ring nach vorn oder nach hinten. |
Die Spule erzeugt eine hochfrequentes magnetisches
Wechselfeld Dabei ändert sich der magnetische Fluss im Innenbereich der Glaskugel ständig. Sind freie Ladungsträger vorhanden, so entsteht im Gas eine Induktionsspannung und ein Ringstrom, dessen Umlaufrichtung sich ständig im Takt der Wechselspannung ändert. Die schnell bewegten Elektronen prallen mit den Gasmolekülen zusammen und regen sie zum Leuchten an. |
Die Spule erzeugt ein magnetisches Wechselfeld der
Netzfrequenz 50 Hz Dabei ändert sich der magnetische Fluss im Trafokern ständig. Ist er massiv, so entsteht im Trafokern eine Induktionsspannung und ein Ringstrom, dessen Umlaufrichtung sich ständig im Takt der Wechselspannung ändert. Die kräftigen Ringströme erwärmen das Trafomaterial. |
Die Gemeinsamkeiten:
In allen drei Fällen erzeugt eine Spule ein sich änderndes
Magnetfeld und damit in ihrer Umgebung einen sich
ändernden, magnetischen Fluss.
Daher kann im Prinzip in jedem leitenden Material (also wenn
es dort freie Ladungsträger gibt) eine Induktionsspannung erzeugt werden
und ein Ringstrom entstehen.
Dies passiert im Aluring genauso, wie in einem massiven Trafokern oder in einem
Gas mit freien Ladungsträgern.
Lediglich ist im Aluring der Ort des Ringstromes durch den Ring genau
vorgegeben, in den anderen beiden Fällen können solche
Ringströme auch irgendwo im Material entstehen.
Grüninger, Landesbildungsserver, 2011