Induktionsspannung

auf den link will ich jetzt nicht näher eingehen (z.t. falsche wortwahl, z.t. falsch)


häufig wird versucht das phänomen mit hilfe der lorentzkraft plausibel zu machen. davon abgesehen, dass meiner meinung nach der eindruck entsteht, dass das eine eine folge vom anderen ist 8was natürlich falsch ist), trifft es auch sonst nicht das wesentliche.

zunächst: die em-induktion lässt sich komplett mit dem faradayschen induktionsgesetz erklären.
dazu: man stelle sich eine fläche A im raum vor, die fläche sei glatt berandet (kann natürlich auch ein paar ecken haben).
außerdem haben wir ein B-feld, das nicht homogen (räumlich konstant), und stationär (zeitlich konstant) zu sein braucht, und i.a. auch nicht ist. dieses B zerlegst du, an den stellen, wo die feldlinien durch die fläche dringen in eine komponente parallel zur fläche und eine komponente senkrecht zur fläche. natürlich sind für den magn. fluss nur die komponenten senkrecht zur fläche entscheidend. (dazu ein analogon: du tauchst sowas z.b. http://www.kindheitsblog.de/wp-content/uploads/2008/04/seifenblasen_015_142987.jpg in einen fluss. ist die fläche senkrecht zur fließgeschwindigkeit fließt dadurch viel wasser, ist sie parallel fließt dadurch kein wasser)
wir können uns also auf die komponente senkrecht zur fläche beschränken. (ich nenne sie B(s))
der magn fluss zählt nun quasi die feldlinien B(s), die durch A dringen. dabei kann es vorkommen, dass an einer stelle mehr feldlinen die fläche durchdringen (das feld ist dort stärker oder in meinem beispiel: die fließgeschwindigkeit ist höher) und an einer stelle weniger (feld ist dort schwächer bzw. fließgeschwindigkeit niedriger).
es gilt also nicht phi=B*A. sind allerdings die feldlinien homogen auf A verteilt, kannst du phi einfach mit phi=B(s)*A berechnen.
nun ist nicht der magn fluss phi selber für die induktion verantwortllich, sondern die momentane änderung von phi mit der zeit.
und phi kann sich dann mit der zeit ändern, wenn sich z.b. B(s) mit der zeit ändert, das feld also an der stelle, wo es A=const. durchdringt z.b. stärker wird.
und "immer wenn du diese änderung von phi hast, hast du ein elektrisches wirbelfeld entlang der randkurve von A, wobei die richtung des feldes durch die linke-hand-regel gegeben ist"
das ist das induktionsgesetz, und das solltest du dir auf jeden fall merken (ist nämlich eines der wichtigsten sätze der ED)
der zweite teil des satzes ist die lenzsche regel, die die richtung von E eindeutig festlegt.
anmerkungen:
1) dafür brauchst du keine materie, insbesondere keinen leiter, es muss also keine spannung induziert werden.
2) aussagen wie "ein veränderliches B-feld, das eine fläche durchsetzt erzeugt in einer schleife/spule eine (induzierte) spannung", oder "eine veränderliche fläche, die vom B-feld durchsetzt wird erzeugt in einer schleife/spule eine (induzierte) spannung", die sich häufig finden lassen, sind falsch.

nun kannst du an die stelle der randkurve einen leiter hinlegen. im leiter sind frei bewgliche e-, die auf das induzierte E-feld reagieren -->wirbelstrom (sollte dir ein begriff sein, siehe wirbelstrombremse)
im metzler findet man auch glaube ich den thomsonschen ringversuch (zur demonstartion der lenzschen regel), da kannst du auch mal gucken.
schneidest du den leiter an einer stelle auf, kannst du die spannung zwischen anfangs-und endpunkt messen.
die induzierte spannung entsteht also als konsequenz des induzierten E-feldes, welches eine lorentzkraft auf die e- im leiter ausübt, somit ladungen verschiebt und eine potentialdifferenz hervorruft.

so genau musst du´s aber auch nicht wissen, musst nur damit rechnen können und das ist einfacher

anbei eine skizze:
http://imageshack.us/photo/my-images/845/179bp.jpg/
wobei eine fläche A skizziet ist mit rand dA (E läuft entlang dA) und normalenvektor N; außerdem die zerlegung des B-feldes in eine komponente parallel zu N und eine senkrecht zu N.