Elektromagnetische Induktion
Die elektromagnetische Induktion ist ein grundlegendes Prinzip im Elektromagnetismus, das den Prozess der Erzeugung eines elektrischen Stroms in einem Leiter durch Veränderung des umgebenden Magnetfeldes beschreibt. Dieses Phänomen wurde 1831 erstmals von Michael Faraday entdeckt und später von James Clerk Maxwell mathematisch beschrieben. Die elektromagnetische Induktion basiert auf mehreren grundlegenden Theorien und Gesetzen in der Physik.
Faradaysches Gesetz der elektromagnetischen Induktion
1831 von Michael Faraday entdeckt, besagt dieses Gesetz, dass die in einer geschlossenen Leiterschleife induzierte elektromotorische Kraft (EMK) direkt proportional zur Änderungsrate des magnetischen Flusses durch die Schleife ist. Mathematisch lässt es sich ausdrücken als:
EMF = -dΦB/dt
Wobei EMF die induzierte elektromotorische Kraft (gemessen in Volt), dΦB die Änderung des magnetischen Flusses (gemessen in Weber) und dt die Änderung der Zeit (gemessen in Sekunden) ist.
Lenz’sches Gesetz
1834 von Heinrich Lenz entdeckt, ist dieses Gesetz eine Konsequenz aus dem Prinzip der Energieerhaltung. Es besagt, dass die Richtung der induzierten EMK und des resultierenden Stroms immer so sein wird, dass sie der Änderung des magnetischen Flusses entgegenwirkt, die sie verursacht hat. Das Lenz’sche Gesetz wird durch das negative Vorzeichen im Faradayschen Gesetz dargestellt.
Anwendungen der elektromagnetischen Induktion
Die elektromagnetische Induktion hat zahlreiche Anwendungen in verschiedenen Technologie- und Industriebereichen. Einige der häufigsten Anwendungen sind:
