Was ist gegenseitig induzierte Spannung

Definition des gegenseitig induzierten EMF

Definition: Die im einer Spule induzierte elektrische Spannung (EMF) aufgrund der Änderung des magnetischen Flusses, der von einer benachbarten, mit ihr verbundenen Spule erzeugt wird, wird als gegenseitig induziertes EMF bezeichnet. Um dieses Phänomen zu verstehen, betrachten wir das folgende Beispiel:

Nehmen wir die Spule AB, wobei die Spule B, die N₂ Windungen hat, in unmittelbarer Nähe zur Spule A mit N₁ Windungen platziert ist, wie in der unten dargestellten Abbildung gezeigt:

Erklärung des gegenseitig induzierten EMF

Wenn der Schalter (S) im Schaltkreis geschlossen wird, fließt der Strom I1 durch die Spule A und erzeugt den magnetischen Fluss ϕ₁. Der größte Teil dieses Flusses, bezeichnet mit ϕ₁₂, koppelt sich mit der benachbarten Spule B. Das Anpassen des variablen Widerstands R ändert den Strom in der Spule A, was den mit der Spule B verknüpften Fluss und somit eine induzierte EMF verändert. Diese induzierte EMF wird als gegenseitig induziertes EMF bezeichnet. Die Richtung der induzierten EMF folgt dem Lenzschen Gesetz, indem sie der Änderung des Stroms in der Spule A entgegenwirkt, die sie verursacht hat. Ein Galvanometer (G), das an der Spule B angeschlossen ist, misst diese EMF. Die Geschwindigkeit der Flussänderung in der Spule B hängt von der Geschwindigkeit der Stromänderung in der Spule A ab, was die gegenseitige Induktionsbeziehung zwischen den Spulen hervorhebt.

Die Größe des gegenseitig induzierten EMF ist direkt proportional zur Änderungsrate des Stroms in der Spule A. Die Proportionalitätskonstante M wird als gegenseitige Induktivität (oder Koeffizient der gegenseitigen Induktivität) bezeichnet, welche die Stärke der magnetischen Kopplung zwischen den Spulen quantifiziert.