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Die Physik ist eine wichtige Grundlage der Technik. In der Technik werden bewusst physikalische Erkenntnisse genutzt, um z. B. Geräte und Anlagen zu bauen, Informationen zu übertragen, Energie in den gewünschten Formen zu gewinnen und zum Verbraucher zu transportieren. Dabei ist oft die Natur selbst Vorbild für technische Lösungen.
Ziel technischer Entwicklungen und damit der Anwendung der Physik ist es, unser Leben sicherer und angenehmer zu machen.

Ein Fahrraddynamo, häufig kurz als Dynamo bezeichnet, ist ein kleiner Generator für den Betrieb der Beleuchtungsanlage eines Fahrrades. In ihm wird mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Dabei wird das Induktionsgesetz genutzt.

Die elektromagnetische Induktion ist ein Vorgang, bei dem durch Bewegung eines elektrischen Leiters im Magnetfeld oder durch Änderung des von einem Leiter umschlossenen Magnetfeldes eine elektrische Spannung und ein Stromfluss erzeugt werden. Die entstehende Spannung nennt man Induktionsspannung.
Der Strom wird als Induktionsstrom bezeichnet.
Die elektromagnetische Induktion und das Induktionsgesetz wurden 1831 von MICHAEL FARADAY entdeckt.

In einer Spule wird eine Spannung induziert, wenn sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert. Die Induktionsspannung ist umso größer,

• je schneller sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert (je schneller man die Spule bewegt),
• je stärker sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert.

Die in einer Spule induzierte Spannung hängt auch vom Bau der Spule ab. Das Induktionsgesetz wurde 1831 von dem englischen Naturforscher MICHAEL FARADAY (1791-1867) entdeckt.
Es ist eine wichtige Grundlage für den Bau von Generatoren und Transformatoren.

Als Schwingkreis bezeichnet man im einfachsten Fall eine Anordnung eines Kondensators und einer Spule in einem geschlossenen Stromkreis. Durch Anlegen einer äußeren Wechselspannung kann ein Schwingkreis zu elektromagnetischen Eigenschwingungen angeregt werden. Bei diesen Schwingungen wandeln sich beständig elektrische Feldenergie im Kondensator und magnetische Feldenergie an der Spule ineinander um.

Nach dem Induktionsgesetz wird in jeder Spule, die von einem Magnetfeld veränderlicher Stärke umschlossen wird, eine Spannung induziert. Schaltet man den durch eine Spule fließenden Gleichstrom aus, dann bricht das Magnetfeld der Spule zusammen, verändert also seine Stärke und induziert deshalb in der Spule selbst eine Spannung. Diesen Vorgang bezeichnet man als Selbstinduktion.

* 13.12.1816 Lenthe bei Hannover
† 06.12.1892 Charlottenburg bei Berlin

Er war deutscher Physiker, Techniker und Unternehmer. Seine bedeutendste wissenschaftliche Leistung war die Entdeckung des dynamoelektrischen Prinzips und damit einer der Grundlagen für den Bau und die Wirkungsweise aller modernen Generatoren. Wesentlich beteiligt war er am Bau großer Telegrafenlinien in Deutschland und in anderen Ländern. Unter der Leitung von SIEMENS entstand die erste Elektrolokomotive, der erste elektrische Aufzug und die erste elektrische Straßenbahn. Die von ihm mitbegründete Firma Siemens & Halske war Ende des 19. Jahrhunderts eines der führenden Unternehmen der Elektroindustrie in der Welt.

Bewegt sich ein elektrisch leitender Gegenstand in einem Magnetfeld, dann werden in ihm Wirbelströme induziert. Diese Wirbelströme kann man zur Bremsung oder Dämpfung einer Bewegung nutzen. Das Verfahren wird häufig eingesetzt, wenn man eine direkte mechanische Belastung von Bauteilen vermeiden will.

Elektrische und magnetische Felder existieren nicht nur in der Technik, sondern auch in der Natur. Beispiele dafür sind das magnetische Feld der Erde oder elektrische Felder zwischen Wolken oder zwischen einer Wolke und der Erde, die zu einem Blitz führen können.

Eine wichtige physikalische Grundlage für die gesamte Elektrotechnik ist die elektromagnetische Induktion. Sie wird bei Generatoren und bei Transformatoren genutzt. Mit dem Test wird grundlegendes Wissen aus dem genannten Themenbereich überprüft.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Elektrische und magnetische Felder".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

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