Induktion Grundlagen (+ Herleitung)
Physik - simpleclub
https://www.youtube.com/watch?v=P_uZmbNWwDM

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 moin moin heute hat Jan mal die ganz einfache Frage was ist Induktion und wie beeinflusst sie sein Leben Jan wir sagen dir nch mal so viel ohne Induktion
0:10 hätten wir keine elektrischen Geräte warum das so ist erklären wir heute heute wollen wir über die Grundlagen der Induktion reden was ist
0:23 Induktion und was passiert da genau das schauen wir gemeinsam an als Erstes gilt Induktion ist die er von Spannung dies geschieht mit Hilfe der lorenkraft
0:33 bringen wir nämlich einen Leiter in ein Magnetfeld so drückt die lorenkraft Elektronen in eine Richtung und am einen Ende des Leiters sind dann viele
0:42 Elektronen und am anderen Ende wenig Elektronen wir haben also zwei Ladungen getrennt an einem Ende haben wir dann einen elektronenüberschuss also ein
0:51 Minuspol entsprechend ist dann am anderen Ende ein flusspol und zwischen diesen beiden Ladungen liegt dann eine Spannung an schauen wir es s aber noch
1:00 mal genauer an bauen wir dazu einen Versuch auf wir nehmen einen Hufeisenmagneten der bildet unser Magnetfeld zwischen den beiden Dingern
1:08 da ist es besonders stark da sind die Feldlinien des magnetischen Feldes sehr dicht jetzt nehmen wir einen Leiter heißt ein Draht oder ein Kabel das Kabel
1:19 ist an ein Spannungsmessgerät angeschlossen und das Spannungsmessgerät müst 0 Volt klar das ist ja im Moment nur ein Kabel jetzt führen wir das Kabel
1:27 in den Hufeisenmagneten ein für kurze Zeit können wir am Spannungsmessgerät eine Spannung ablesen das liegt daran dass wir das Kabel in das Magnetfeld
1:35 gebracht haben aber warum ist es so dazu gucken wir mal ins Kabel hinein in dem Kabel sind ein paar freibewegliche Elektronen und überall sind Protonen die
1:46 sind aber fest angeordnet und können sich nicht bewegen so sieht's normalerweise aus wenn das Kabel nicht im Magnetfeld ist die Protonen sind fest
1:55 angeordnet und die Elektronen können einfach wegeskalieren wie und wohin sie wollen was ist jetzt aber wenn das Kabel im
2:02 Magnetfeld ist wir bewegen ja das Kabel ins Magnetfeld rein das machen wir mit der Geschwindigkeit v die Elektronen im Kabel haben dann entsprechend auch die
2:11 Geschwindigkeit v Meer dann drum wir haben sie diesmal bisschen fetter gemacht damit du auch was si auch wissen wir dass die Elektronen im Magnetfeld
2:19 sind da ist ja immerhin dieser fette hässliche Hufeisenmagnet außenrum da kennen wir doch was die Linke handregel wenn wir Elektronen mit einer
2:27 Geschwindigkeit in ein Magnetfeld bringen so erfahren sie eine Kraft die Lorin Kraft nehmen wir unsere linke Hand und schauen mal nach der lorinraft Macht
2:36 ruhig daheim mit bereit los geht's unser Daum geht in die Bewegungsrichtung des Kabels diese geht hier nach links Richtung Hufeisenmagnet die Feldlinien
2:46 des Magnetfeldes kommen von oben und gehen nach unten die gehen nämlich von Nord nach Süd und rot ist halt Nord also zeigt unser Zeigefinger nach oben jetzt
2:55 wird's tricky Mädels wir spreizen den Mittelfinger im 90° Winkel Weg dort wo er hinzeigt zeigt auch die Loren Kraft hin also in den Bildschirm rein so wir
3:05 haben hier nur eine 2dfäche stellt euch vor der blaufall geht in den Bildschirm also haben wir hinten ganz viele Elektronen und vorne ganz wenig hinten
3:14 ist ein elektronenüberschuss da ist also der Minuspol vorne ist Elektronenmangel hier sind mehr Protonen als Elektronen damit ist das wie ein Pluspol und es
3:24 bekommt mal ein fettes Plus wir haben also zwei getrennte Ladung einmal plus und einmal minus sieht doch aus wie ein elektrisches Feld oder ist es auch
3:33 richtig ach kurz mal eine neue Folie damit es wieder übersichtlich wird wir haben jetzt zwei getrennte Ladung und zwischen ihnen ist ein elektrisches Feld
3:41 und jedes E-Feld hat eine Spannung und diese Spannung können wir dann von außen messen wie groß ist die Spannung rechnen wir es uns doch einfach aus dazu
3:51 überlegen wir wann die Elektronen aufhören nach außen geschoben zu werden und es hört auch irgendwann auf auf alle Elektronen wirkt die Lorens Kraft die
4:00 lorenkraft will die Elektronen immer weiter nach hinten drücken wie gesagt ihr müsst euch den Kram hier in 3D vorstellen und dann bildet sich das
4:07 elektrische Feld haben wir ja gesehen deswegen ist auch die Spannung U eingezeichnet aber sobald ja vorne ein Pluspol ist und hinten ein Minuspol
4:15 ziehen dieses ja auch wieder an weil ganz viele Elektronen auf einem Haufen am Minuspol ist ja auch nicht der Reier also wirkt zum einen die lorinsk Kraft
4:23 wegen der Induktion aber zum anderen wirkt die elektrische feldkraft dagegen weil je mehr Elektronen durch die Loren Kraft bewegt wurden desto stärker wirkt
4:31 wieder die entgegengesetzte Kraft also je größer das E-Feld wird desto größer wird die feldkraft und jetzt kommt die Elektronen bleiben dann stehen sobald
4:41 die feldkraft gleich groß ist wie die lorenzkraft dann ist da ja Kräfte Gleichgewicht also machen wir es mal mathematisch F Lorenz = F elektrisches
4:51 Welt setzen wir mal ein die lorenkraft ist B mal Q mal V B ist dabei die Stärke des Magnetfeldes Q ist die Ladung die bewegt wird V ist die Geschwindigkeit
5:02 der Ladung bei uns wie schnell das Kabel in den Magnet hineinkommt das war die Lorenz Kraft die Kraft vom E-Feld kennen wir auch die ist ja e mal Q e ist
5:12 hierbei die Stärke vom E-Feld Q kickt sich weg lässt sich also kürzen und die feldstecke e des e-feldes können wir noch umschreiben die war doch die
5:21 Spannung U am Feld durch den Abstand der Pole also für e setzen wir u durch D ein jetzt steht doch mal was schönes da multiplizieren wir noch mit D dann steht
5:32 folgendes dort u = b* V* D und das ist die Spannung U die wir erzeugen wenn wir einen Leiter der Länge D mit einer Geschwindigkeit v in ein Magnetfeld der
5:42 Stärke B bringen das ist also die fucking Induktionsspannung läuft bei uns nach unserer Gleichung wird keine Spannung
5:49 induziert wenn der Leiter im bfeld nicht bewegt wird also wenn v = 0 ist dann ist auch die Induktionsspannung 0 stimmt das ja die Lorenz Kraft kann ja nur auf
6:01 bewegte Elektronen wirken und wenn wir das Kabel in das Magnetfeld einbringen so haben wir nach der Linken handregel eine lorinz Kraft wir das Kabel nicht
6:09 mehr bewegt dann fehlt uns ja der Daum das wäre ein bisschen doof die Gleichung passt also so übrigens wir sehen aus der linken handregel dass das Kabel für eine
6:17 optimale Induktion senkrecht zu den Feldlinien des Magnetfeldes bewegt werden muss sind die Feldlinien unter geschwindigkeitspfall nicht genau
6:25 senkrecht so wie zwar induziert aber abgeschwächt das müsst ihr erst mal so hinnehmen warum das so ist werdet ihr in den nächsten Wochen verstehen fassen wir
6:33 noch mal zusammen bei der Induktion bringen wir einen Leiter mit der Geschwindigkeit v in ein Magnetfeld die Elektronen erfahren dann eine
6:41 lorenskraft und deswegen entsteht eine Induktionsspannung diese könnt ihr berechnen mit U = b* V* D und wenn ihr die Richtung der lorenskraft berechnen
6:50 müsst benutzt einfach die Linke handregel Daum ist die Bewegungsrichtung Zeigefinger zeigt Richtung Südpol des Magneten und der Mittelfinger ist dann
6:58 die lorenzkraft und was bringt uns das jetzt in jedem Kraftwerk wird ein Leiter durch ein Magnetfeld getrieben und damit wird Spannung induziert ohne die
7:07 Induktion gebe es keine Kraftwerke auf der Welt weil man keine Spannung induzieren könnte und PCs und alles was mit Strom läuft wäre auch nicht hier
7:15 klickt hier dann seht ihr jetzt noch wie so ein induktionshert funktioniert gibt auf jeden Fall einen Daumen nach oben wenn euch das Video gefallen hat das
7:21 hilft uns schon mega weiter und wir wissen was ihr feiert und was nicht zieht euch außerdem noch unsere anderen the simple clubkanäle rein in dem Sinne
7:29 Haut rein cheers und guten Rutsch ciao