Arbeitsblatt Magnetfelder & Induktion mit Lösungen

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1.Leicht
I = 15 APr = 20 cmB = ?

Ein langer gerader Draht führt einen Strom von 15 A. Bestimme die magnetische Flussdichte B im Punkt P, 20 cm vom Draht entfernt.

I = 15 Ar = 20 cmμ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A
B = µT
2.Leicht
I = 5 AR = 6 cmB = ?N = 5

Eine flache Kreisspule mit 5 Windungen und dem Radius 6 cm führt einen Strom von 5 A. Bestimme die magnetische Flussdichte B in ihrem Mittelpunkt.

N = 5I = 5 AR = 6 cmμ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A
B = µT
3.Mittel
nBA = 80 cm², N = 25B = 0,1 T

Eine Spule mit 25 Windungen hat die Fläche 80 cm². Die Spule wird in einem homogenen Feld von 0,1 T, das senkrecht zu ihrer Ebene steht, in 50 ms umgedreht (um 180° gedreht). Bestimme die mittlere induzierte Spannung ε.

N = 25A = 80 cm²B = 0,1 TΔt = 50 ms
ε = mV
4.Mittel
nBA = 100 cm², N = 20B: 0,2 → 0,6 T

Eine Spule mit 20 Windungen hat die Fläche 100 cm². Ein homogenes Feld senkrecht zur Spule steigt in 250 ms gleichmäßig von 0,2 T auf 0,6 T. Bestimme die mittlere induzierte Spannung ε.

N = 20A = 100 cm²B: 0,2 T → 0,6 TΔt = 250 ms
ε = mV
5.Schwer
L1​ = 20 mH500 A/sL2​ = 20 mHk = 0,3ε = ?

Zwei Spulen mit Selbstinduktivitäten von 20 mH und 20 mH haben einen Kopplungsfaktor von 0,3. Der Strom in der ersten Spule ändert sich mit 500 A/s. Bestimme die in der zweiten Spule induzierte Spannung ε.

L1 = 20 mHL2 = 20 mHk = 0,3di/dt = 500 A/s
ε = V
6.Schwer
L = 20 mH0,5 → 1,5 A

Der Strom in einer 20-mH-Induktivität ändert sich in 20 ms gleichmäßig von 0,5 A auf 1,5 A. Bestimme den Betrag der Selbstinduktionsspannung ε.

L = 20 mH0,5 A → 1,5 AΔt = 20 ms
ε = V

Lösungsschlüssel

  1. 1. B = 15 µT
  2. 2. B = 261,8 µT
  3. 3. ε = 800 mV
  4. 4. ε = 320 mV
  5. 5. ε = 3 V
  6. 6. ε = 1 V

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