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W. Stark; Berufliche Oberschule Freising

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Aufgaben zur Induktion

1.0 Eine flache rechteckige Spule mit 50

Windungen und dem Widerstand 50 wird

mit der konstanten Geschwindigkeit cms

2,0

durch das scharf begrenzte homogene

Magnetfeld der magnetischen Flussdichte 1,5T

bewegt.

Die Spulenenden sind kurz geschlossen.

Zum Zeitpunkt 1t sei die Spule gerade

vollständig in das Magnetfeld eingetaucht, zum

Zeitpunkt 2t beginnt die Spule das Magnetfeld

zu verlassen und zum Zeitpunkt 3t habe die

Spule das Magnetfeld vollständig verlassen.

1.1 Geben Sie ohne weitere Rechnung die Zeitpunkte 1t , 2t und 3t an.

1t 2,0s , 2t 5,0s , 3t 7,0s

1.2 Während die Spule in das Magnetfeld eindringt 10s t t , wird in ihr die Spannung

i iU N B v induziert. Leiten Sie iU aus dem Induktionsgesetz her und berechnen Sie

dessen Wert.

Beim Hineinziehen der Leiterschleife in das Magnetfeld bleibt die Kraftflussdichte B

konstant. Die sich im Magnetfeld befindendende und von der Leiterschleife

eingeschlossene Fläche ändert sich mit der Zeit t.

Zieht man die Leiterschleife um die Strecke s v t in das Feld, so gilt für die sich im

Feld befindende Fläche:

A(t) s v t

Für den Kraftfluss folgt:

(t) A(t) B B v t (t) B v

Für die induzierte Spannung gilt nach dem Faraday´schen Induktionsgesetz:

mi i i s

U (t) N (t) N B v 50 1,5T 0,1m 0,02 0,15V

1.3 Die Spule sei nun 2,0cm in das Feld eingedrungen. Tragen Sie alle an der bewegten

Spule angreifenden Kräfte (ohne Gewichtskraft) sowie die Stromrichtung in eine Skizze

ein, die auch die Spule und das Magnetfeld enthält.

Mit der Leiterschleife werden Elektronen mitbewegt. Da

auf sie die Lorentzkraft F e v B wirkt werden sie im

Leiterstück zur Stelle Q transportiert. Zwischen P und Q

entsteht somit die Spannung i iU N B v . Somit wirkt

das Leiterstück als Spannungsquelle (P ist Pluspol, Q ist

Minuspol), welche den Strom in der eingezeichneten

Richtung fließen lässt.

Die zu v parallelen Leiterstücke liefern keinen Beitrag.

Spule

b 4cm

e 10cm

10cm

B

v

B

v

1F

2F

3F

techn.I

P

Q



1.4 Um die Spule in das Feld hineinzuziehen ist eine Kraft notwendig. Leiten Sie diese

Kraft allgemein her und berechnen Sie ihren Wert.

Auf ein stromdurchflossenes Leiterstück der Länge wirkt im Magnetfeld die Kraft

F I B .

Da 1 3F F heben sie sich in ihrer Gesamtwirkung auf.

Übrig bleibt die Kraft 2F , die entgegen der Bewegungsrichtung der Leiterschleife wirkt.

Um nun die Leiterschleife weiterhin mit konstanter Geschwindigkeit v bewegen zu

können muss eine Zugkraft Z 2F F aufgebracht werden (die Summe aller wirkenden

Kräfte muss Null sein).

Also gilt: Z ZF N I B F N I B konst. da I, , B kons tan t sin d

2iZ

U 0,15VF N I B N B 50 0,10m 1,5T 2,3 10 N

R 50

1.5 Zeigen Sie, dass für 1 2t t t gilt: iU 0

B konst.

Da sich die vom Magnetfeld durchsetzte Fläche A der Spule für 1 2t t t nicht ändert

ist auch A konst.

Somit ist auch i iAB konst. 0 U N 0

1.6 Zeigen Sie, dass für den magnetischen Fluss beim Herausziehen 2 3t t t der Spule

aus dem Magnetfeld gilt: (t) B b v t .

Berechnen Sie in diesem Fall den Wert der induzierten Spannung.

Beim Herausziehen der Leiterschleife bleibt die Kraftflussdichte B konstant. Die sich

im Magnetfeld befindendende und von der Leiterschleife eingeschlossene Fläche ändert

sich mit der Zeit t.

Zieht man die Leiterschleife um die Strecke s v t aus dem Feld, so gilt für die im

Feld verbleibende Fläche:

SchleifeA(t) A s b v t b v t


i i i(t) A(t) B B b v t B v U N B v N B v

mi s

U 50 1,5T 0,1m 0,02 0,15V

1.7 Was folgt für die induzierte Spannung, wenn sich die Spule nun komplett außerhalb des

Magnetfeldes bewegt 3t t 8,0s

Da außerhalb des Magnetfeldes B 0 ist folgt: i0 0 U 0

1.8 Zeichnen Sie das t I Diagramm für die Spulenstromstärke ab dem Eindringen der

Spule in das Magnetfeld für die Zeitdauer von 8,0s .



Für die Spulenstromstärke I gilt:

i iU N B vUR I I

I R R

10s t t : I 3,0mA

1 2t t t : I 0

2 3t t t : I 3,0mA

3t t 8,0s : I 0

2. Mit einem Dreiecksgenerator ist es möglich, die Stromstärke in einer lang gestreckten

Spule (120 Windungen, 50cm Länge) proportional zur Zeit ansteigen zu lassen. Nach

4,0s ist die Änderung der Stromstärke 0,80A . Im Inneren der langen Spule befindet

sich koaxial eine Induktionsspule (150 Windungen, 212cm Querschnittsfläche), die mit

einem Spannungsmesser verbunden ist.

Berechnen Sie den Betrag der an den Enden der Induktionsspule induzierten Spannung

A konst

i i i i iU N N AB N (AB AB) N A B

mit 0

NB(t) I(t) folgt:

i i 0 i 0 i 0

N N dI N IU N A I(t) N A N A

dt t

4 2 7 5Vsi Am

120 0,80AU 150 12 10 m 4 10 1,1 10 V

0,5m 4s

3. Das Magnetfeld einer lang gestreckten Spule hat die Flussdichte 3,1mT . In ihm befindet

sich eine Induktionsspule mit 100 Windungen und einer Fläche von 26,5cm .

Berechnen Sie die mittlere induzierte Spannung beim Ausschalten des

Feldspulenstromes, wenn die Achsen beider Spulen zusammenfallen und der

Ausschaltvorgang eine hundertstel Sekunde dauert.

I / mA

t / s



n

0

A konst

i i i i i i i

B 0n 0 0 0

i i i i it 0

n 0 n n

34 2

i 2

dB BU N N AB N (A B A B) N A B N A N A

dt t

B B B BBU N A N A N A N A

t t t t t

3,1 10 TU 100 6,5 10 m 20mV

1,0 10 s

4.0 An die Enden einer lang gestreckten Feldspule (2600

Windungen, 1,0m Länge) wird eine Spannung

angelegt und so verändert, dass die Stromstärke I in

der Feldspule den zeitlichen Verlauf aus dem Bild

hat.

In der Feldspule liegt koaxial eine zweite Spule (100

Windungen, 220,25cm Querschnittsfläche).

4.1 An den Enden der zweiten Spule liegt ein „flinkes“ Spannungsmessgerät. Welchen

Spannungsverlauf zeigt es an?

Zeichnen Sie diesen für 0 t 6,0s .

A konst

i i i i iU N N AB N (AB AB) N A B

mit 0

NB(t) I(t) folgt:

n vi i 0 i 0 i 0 i 0

n v

I IN N dI N I NU N A I(t) N A N A N A

dt t t t

1. Bereich: 0 t 3s 3

4 2 7 5Vsi Am

2600 50 10 A 0U 100 20,25 10 m 4 10 1,1 10 V

1,0m 3s 0

2. Bereich: 3s t 5s

Da v nI I ist iI(t) 0 U 0

3. Bereich: 5s t 6s 3

4 2 7 5Vsi Am

2600 0 50 10 AU 100 20,25 10 m 4 10 3,3 10 V

1,0m 6s 5s

I in mA

t in s

5

iU in 10 V

t in s



4.2 Wie ändert sich der Spannungsverlauf, wenn die zweite Spule 150 Windungen und 213,5cm Querschnittsfläche hat?

1. Bereich: 0 t 3s 3

4 2 7 5Vsi Am

2600 50 10 A 0U 150 13,5 10 m 4 10 1,1 10 V

1,0m 3s 0

2. Bereich: 3s t 5s

Da v nI I ist iI(t) 0 U 0

3. Bereich: 5s t 6s 3

4 2 7 5Vsi Am

2600 0 50 10 AU 150 13,5 10 m 4 10 3,3 10 V

1,0m 6s 5s

Insgesamt: Da die Anzahl der Wicklungen 32

des alten Wertes beträgt und die Fläche 23

des alten Wertes, ändert sich die induzierte Spannung nicht.

5.0 Gegeben ist der zeitliche Verlauf der Stromstärke durch eine Feldspule mit der

Windungsdichte 1m

30.000 . In der Feldspule ist achsenparallel eine Induktionsspule mit

8,0cm Durchmesser und 1200 Windungen ruhend angeordnet.

5.1 Zeichne qualitativ in das vorliegende t-I-Diagramm den zeitlichen Verlauf der in der

Induktionsspule erzeugten Induktionsspannung ein.

Es gilt: Fo

F

NB I

Find i i i i 0

F

k ( konst.)

NU N N (A B A B) N A B N A I k I

Parabeläste 0I(t) I cos t

t in s

I in A t I Diagramm



5.2 Berechne die Induktionsspannung im Zeitintervall 0 t 0,2s .

F F Find i 0 i 0 i 0

F F F

2 7 Vs 1ind Am m

N N NdI IU N A I N A N A

dt t

4,0AU 1200 0,04m 4 10 30000 4,5V

0,2s

Lk 1997/I

3.0 Ein Zeiger aus Metall dreht sich mit konstanter

Winkelgeschwindigkeit um M (vgl. Skizze). Seine Spitze S

gleitet auf einem Metallring mit dem Radius R. Zwischen der

Metallachse des Zeigers und dem Ring ist ein

Spannungsmessgerät geschaltet. Ein homogenes Magnetfeld

mit der Flussdichte B, das senkrecht zur Ringebene gerichtet

ist, durchflutet den ganzen Ring.

3.1 Berechen Sie die Fläche A , die der Zeiger bei einer

Drehung um den Winkel überstreicht, und mit Hilfe des

Induktionsgesetzes die dabei zwischen M und S induzierte Spannung.

I in A t I Diagramm

t in s



Für die Fläche A , die der Zeiger bei einer Drehung um den Winkel (im

Bogenmaß) überstreicht gilt:

2 2 21 12 2

AA R R t R

2 t

Für den magnetischen Fluss gilt dann: B konst.

212

dA AAB A B A B A B B B R B

dt t

Nach dem Induktionsgesetz folgt: iN 1

21i i 2

U N R B

3.2 Berechen Sie die Lorentzkraft auf ein Elektron im rotierenden Zeiger, das sich im

Abstand r von M befindet.

Welche Arbeit wird von der Lorentzkraft verrichtet, wenn sie ein Elektron von M nach S

bewegt? Berechnen Sie unter Verwendung dieser Arbeit den Betrag der zwischen M und

S induzierten Spannung.

Da das Elektron um M mit dem Radius r und der Winkelgeschwindigkeit rotiert, gilt:

vv r

r

Somit folgt für die Lorentzkraft: LF evB e rB R R

R2 21 1

L L 2 200 0

W F dr e Brdr e B r e BR

2L 1i 2

WU BR

e (Stimmt vom Betrag her mit dem Ergebnis aus Aufgabe 3.1 überein.)

Lk 1999/I

3.0 Eine Spule mit quadratischen Querschnitt Kantenlänge a 5,0cm

besitzt die Windungszahl N 10 . Sie hängt an einer Feder und

taucht zur Hälfte in ein nur nach oben begrenztes homogenes

Magnetfeld der Flussdichte B 0,10T ein. Befindet sich dieses

Federpendel in der Ruhelage, so verläuft die Obergrenze des

Magnetfeldbereichs durch die Spulenmitte. Die Feldlinien des

Magnetfeldes stehen senkrecht auf der Zeichenebene, die

Spulenachse ist immer parallel zu den Feldlinien.

3.1 Die Spule wird um 2,5cm angehoben und zum Zeitpunkt t 0s

losgelassen. Sie vollführt danach annähernd eine ungedämpfte

harmonische Schwingung mit der Periodendauer T 0,62s . Geben Sie die zugehörige

Zeit-Ort-Funktion y(t) der Spulenmitte an und berechnen Sie den maximalen

Geschwindigkeitsbetrag maxv .

Bestimmen Sie den zeitlichen Verlauf der Induktionsspannung indU (t) zwischen den

Enden der Spule und geben Sie den maximalen Spannungswert an.

3.2 Die Spule wird zu Beginn um mehr als 2,5cm angehoben; sie schwingt deshalb mit

einer Amplitude A 2,5cm . Skizzieren Sie qualitativ den zeitlichen Verlauf der

Induktionsspannung für t 0; T .



3.3 Die Enden der Spulen werden nun kurzgeschlossen und es wird das gleiche Experiment

wie in Teilaufgabe 3.1 durchgeführt. Beschreiben Sie die Bewegung der Spule und

begründen Sie Ihre Antwort qualitativ.



1998/III

2.0 Eine rechteckige Leiterschleife (Seitenlänge ) befindet

sich zum Zeitpunkt t 0s teilweise (Eintauchtiefe 0b )

in einem scharf begrenzten, homogenen, zeitlich

konstanten Magnetfeld der Flussdichte B . Sie wird mit

der konstanten Geschwindigkeit v aus dieser

Anfangsstellung (siehe Skizze) nach rechts

( v B , v ) herausgezogen; dabei wird mit dem

Voltmeter die Induktionsspannung gemessen. Der Betrag dieser Spannung wird mit U

bezeichnet. Zum Zeitpunkt 1t verlässt die Leiterschleife das Magnetfeld. Im Folgenden

ist mechanische Reibung zu vernachlässigen.

2.1.0 Der magnetisch Fluss, der zum Zeitpunkt t die Leiterschleife durchsetzt, wird mit (t)

bezeichnet.

2.1.1 Zeigen Sie, dass gilt: 0(t) B b v t , wobei 10s t t .

Beim Herausziehen der Leiterschleife bleibt die Kraftflussdichte B konstant. Die sich

im Magnetfeld befindendende und von der Leiterschleife eingeschlossene Fläche ändert

sich mit der Zeit t.

Zieht man die Leiterschleife um die Strecke s v t aus dem Feld, so gilt für die im

Feld verbleibende Fläche:

0 0 0A(t) A s b v t b v t


0(t) A(t) B B b v t

2.1.2 Bestätigen Sie ausgehend vom Induktionsgesetz und der Funktion (t) aus 2.1.1, dass

für die Spannung gilt: U B v .

mit 0(t) B b v t (t) B ( v) B v

iN 1

i iU (t) N (t) B ( v) B v

2.2.0 In einem Messversuch wird die Abhängigkeit der Spannung U vom Betrag der

Geschwindigkeit v überprüft. Für 4,0cm ergibt sich folgende Messreihe:

Versuch Nr. 1 2 3 4

Geschwindigkeit v in cms

10 15 25 40

Spannung U in mV 0,18 0,28 0,44 0,73

2.2.1 Zeigen Sie durch grafische Auswertung der Messreihe, dass die Gleichung U k v

gilt, wobei k eine Konstante ist.

cms

Massstab :5,0 1cm; 0,10mV 1cm



Im Rahmen der Mess- und Zeichengenauigkeit liegen die Punkte auf einer

Ursprungshalbgeraden U v bzw. U k v k konst.

2.2.2 Ermitteln Sie aus dem Diagramm die Konstante k und berechnen Sie daraus den Betrag

der magnetischen Flussdichte B .

Es gilt: 3

3 Vsm2 m

s

U 0,55 10 Vk 1,8 10

v 30 10

Mit U k v und iU B v folgt: 3 Vs

m

2

1,8 10kk v B v B 45mT

4,0 10 m

2.3.0 Das Voltmeter wird nun entfernt und durch einen Widerstand ersetzt. Die geschlossene

Leiterschleife besitzt nun einen Gesamtwiderstand R. Sie wird wiederum, wie in 2.0

beschrieben, aus dem Magnetfeld herausgezogen, dabei fließt in der Leiterschleife der

Induktionsstrom I.

2.3.1 Erklären Sie anhand einer beschrifteten Skizze, welche die Orientierung der Flussdichte

B und der Geschwindigkeit v enthält, das Zustandekommen des Induktionsstroms I.

Tragen Sie in Ihre Skizze den Umlaufsinn des Induktionsstromes ein und begründen Sie

diesen.

Mit der Leiterschleife werden Elektronen mitbewegt. Da auf sie die Lorentzkraft

F e v B wirkt werden sie im Leiterstück zur Stelle Q transportiert. Zwischen P

und Q entsteht somit die Spannung iU B v . Somit wirkt das Leiterstück als

Spannungsquelle (P ist Pluspol, Q ist Minuspol), welche den Strom in der

cms

v in

U in mV

v

U

x x x x

x x x x

x x x x

x x x x

RB v

techn.I

I

P

Q



eingezeichneten Richtung fließen lässt.

Die zu v parallelen Leiterstücke liefern keinen Beitrag.

2.3.2 Begründen Sie ohne Rechnung, dass zur Aufrechterhaltung der konstanten

Geschwindigkeit v eine konstante Zugkraft ZF auf die Leiterschleife wirken muss.

Auf ein stromdurchflossenes Leiterstück der Länge wirkt im Magnetfeld die Kraft

F I B .

Da 1 2F F heben sie sich in ihrer Gesamtwirkung auf.

Übrig bleibt die Kraft 3F , die entgegen der Bewegungsrichtung der Leiterschleife wirkt.

Um nun die Leiterschleife weiterhin mit konstanter Geschwindigkeit v bewegen zu

können muss eine Zugkraft Z 3F F aufgebracht werden (die Summe aller wirkenden

Kräfte muss Null sein).

Also gilt: Z ZF I B F I B konst. da I, , B kons tan t sin d

2.3.3 Zeigen Sie, durch allgemeine Herleitung, dass im Zeitintervall 10s; t für den Betrag

der Zugkraft ZF gilt:

2

Z

B vF

R

Es gilt nach 2.3.2:

22.1.2

iZ

B vU B vF I B B B

R R R

x x x x

x x x x

x x x x

x x x x

R

B

v

P

Q

1F

2F

3F



Erzeugung sinusförmiger Wechselspannungen (Induktionsspannungen)

Eine rechteckige Spule mit iN Windungen und der

Fläche 0A (siehe Skizze) wird mit der

Winkelgeschwindigkeit 2T im homogenen

Magnetfeld der Kraftflussdichte B gedreht. Zum

Zeitpunkt t 0s sind Flächennormale der Spule und

Feldlinien zueinander parallel.

a) Berechnen Sie aus den gegebenen Größen die

induzierte Spannung indU (t) .

Für die wirksame Spulenfläche gilt: 0 0

0 0 0A(t) A cos t A cos t

B A (Flächennormale) dann gilt: 0 0 ( B steht senkrecht auf Spulenfläche)

B A (Flächennormale) dann gilt: 0 2 ( B liegt in der Spulenfläche)

Ist B konst. , dann folgt für den magnetischen Fluss:

0 0AB A B cos t A B sin t

Für die induzierte Spannung gilt dann:

2 2i i i 0 i 0 T T

U (t) N N A B sin t N A B sin t

b) Zu welchen Zeitpunkten beträgt die induzierte Spannung 0V ? (Drücken Sie diese Zeiten

durch T aus.)

2 2 1i n 0T T 2

U (t) 0 sin t 0 t n t nT n IN

c) Zu welchen Zeitpunkten ist der Betrag der induzierten Spannung maximal? (Drücken Sie

diese Zeiten durch T aus.)

2 2i i 0 T T

U (t) N A B sin t ist maximal max

2i i 0 T

U N A B , wenn:

2 2 1 1n 0T T 2 2 4

sin t 1 t 2n 1 t n T n IN

d) Berechnen Sie den Maximalwert 0U der induzierten Spannung.

max

2i i 0 0T

U N A B U

e) Berechnen Sie den Winkel zwischen der Spulenachse und den Feldlinien des

Magnetfeldes, wenn die Momentanspannung gleich dem halben Maximalwert ist?

max

2 21 1 1i i 0 i i 0T 2 2 T 2

U (t) N A B sin t U N A B sin t 30

f) Welche Spannung wird zum Zeitpunkt 45

t T induziert?

max

2 84 4i i 0 i 0 i 0 i5 T 5 5

U ( T) N A B sin T N A B sin 0,951N A B 0,951U



g) Wie ändert sich der Scheitelwert der induzierten Spannung, wenn die Frequenz

verdreifacht wird?

maxi i 0 i 0U N A B N A B 2 f

Verdreifacht man die Frequenz f, so verdreifacht sich auch der Scheitelwert der induzierten

Spannung.

h) Welcher Schleifring stellt in der Skizze den Pluspol dar?

Der hintere Schleifring stellt den Pluspol dar!

Beantworten Sie obige Fragen für den Fall, dass zum Zeitpunkt t 0s die Spulenachse um

30° gegen die Feldlinien geneigt ist.

Für die Phasenverschiebung gilt: 0 6

Durch geeignete Gestaltung der Abgriffe an den

Spulenenden (Kollektor) kann man einen

sogenannten pulsierenden Gleichstrom erzeugen:

Für die elektrische Arbeit, die in der Zeit T im

Wechselstromkreis verrichtet wird, gilt:

W T

o 0

T T

0 0

T2

0

0

T220

0

T2

0 12

0

2T0 1

2 0

2

0

dWW(t) P(t) U(t) I(t) U(t) I(t)

dt

dW U(t) I(t) dt dW U(t) I(t)dt

U(t)W U(t) I(t)dt U(t) dt

R

1U sin( t) dt

R

Usin ( t)dt

R

U1 cos(2 t) dt

R

Ut sin(2 t)

2R

U

2

041 12 T 2

UT sin( T) 0 sin(0) T

2R 2R

In einem Gleichstromkreis wird in der Zeit T dagegen die elektrische Arbeit



2UW U I T T

R

verrichtet.

Wird nun in beiden Kreisen (Wechselstromkreis und Gleichstromkreis) die gleiche Arbeit

verrichtet, so gilt: 22

0

22 0

0eff

UUT T

R 2R

UU

2

UU

2

Man bezeichnet effU als Effektivwert einer Wechselspannung mit dem Scheitelwert 0U .

Analog gilt:

0eff

II

2

Ein Wechselstrom mit dem Effektivwert effI verrichtet in der Zeit T die gleiche Stromarbeit

wie ein Gleichstrom mit der Stromstärke 0I .

6.0 Eine Feldspule erzeugt eine magnetische Flussdichte von 10mT . In ihr ist eine

quadratische Induktionsspule mit 500 Windungen und einer Seitenlänge von a 5,0cm

drehbar angeordnet. Sie rotiert mit konstanter Winkelgeschwindigkeit. Die

Rotationsachse der Induktionsspule ist dabei senkrecht zu den magnetischen Feldlinien

der Feldspule angeordnet. Zum Zeitpunkt 0t 0s steht der Flächenvektor der

Induktionsspule senkrecht zu den Feldlinien der Feldspule.

6.1 Leite eine Formel für den zeitlichen Verlauf der Induktionsspannung aus den in 6.0

angeführten Größen her.

Es gilt: 2 2

0 0 2A(t) A cos t a cos t a sin t

2 2t A t B a B sin t t a B cos t

imax

2

i i i

U

U (t) N t N a B cos t

6.2 Berechne die erforderliche Frequenz der Induktionsspule damit eine Effektivspannung

von 40V erzielt wird.

2 2

imax effi ieff 2

i

2

2

U 2 UN a B N a B 2 fU f

N a B 22 2 2

2 40Vf 7,2 10 Hz

500 0,05m 0,01T 2



Der Erdinduktor

Der Erdinduktor dient zur Bestimmung der magnetischen

Flussdichte des Erdmagnetfeldes.

Um die Richtung der magnetischen Feldlinien auf der Erde zu

bestimmen benützt man eine Magnetnadel (Bild 1), mit der man

zunächst die N-S-Richtung ermittelt. Dann kann diese Magnetnadel

in die Vertikalebene gedreht werden. Sie ist dann drehbar um eine

horizontale Achse, sodass sie den Winkel anzeigt, unter dem die

Feldlinien gegen die Horizontale geneigt sind. Dieser Winkel wird

Inklinationswinkel genannt; er beträgt in München 64°.

Die Messung der magnetischen Flussdichte wird mit einem

Erdinduktor (Bild 2) durchgeführt, dessen drehbar gelagerte flache

Spule 1250 Windungen und eine Spulenfläche von 20,093m hat.

Nachdem die Spule ausgerichtet und in Rotation versetzt wurde,

wird eine Speicheroszilloskopaufnahme gemacht.

a) In welche Himmelsrichtung ist die Rotationsachse des

Erdinduktors zu orientieren, damit bei Drehung der Spule die

magnetische Flussdichte B des Erdmagnetfeldes bestimmt wird?

b) Bei welcher Spulenstellung wird die Scheitelspannung erreicht?

c) Berechnen Sie allgemein die magnetische Flussdichte des

magnetischen Erdmagnetfeldes.

d) Berechnen Sie die Horizontal- und die Vertikalkomponente der

magnetischen Flussdichte.

Bild1

Bild 2

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