Was ist der Unterschied zwischen einem induzierten Strom und einem Strom, der durch die Spule fließt?

Induzierter Strom und der Strom durch eine Spule sind zwei verschiedene Konzepte, die jeweils eigene physikalische Prinzipien und Anwendungen haben. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Erklärung der Unterschiede zwischen diesen beiden Arten von Strömen:

1. Induzierter Strom

Definition:

Induzierter Strom ist der in einem Leiter generierte Strom aufgrund des elektromagnetischen Induktionsprinzips, das durch ein sich änderndes Magnetfeld verursacht wird. Laut Faradays Gesetz der elektromagnetischen Induktion wird, wenn der magnetische Fluss durch einen geschlossenen Kreis sich ändert, eine elektromotorische Kraft (EMF) im Kreis induziert, was wiederum einen Strom erzeugt.

Bedingungen für die Erzeugung:

• Sich änderndes Magnetfeld: Das Magnetfeld muss mit der Zeit variieren, beispielsweise durch Bewegung eines Magneten oder Änderung des Stroms.

• Geschlossener Kreis: Der Leiter muss einen geschlossenen Kreis bilden, um den Strom fließen zu lassen.

Mathematische Ausdrucksweise:

Faradays Gesetz der elektromagnetischen Induktion kann wie folgt ausgedrückt werden:

wobei

E die induzierte EMF, ΦB der magnetische Fluss und t die Zeit ist.

Anwendungen:

• Generatoren: Nutzen die Änderung des Magnetfelds, um induzierten Strom zu erzeugen und mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln.

• Transformator: Der Wechselstrom in der Primärspule erzeugt ein sich änderndes Magnetfeld, das im Sekundärkreis Strom induziert, um elektrische Energie zu übertragen.

• Induktive Heizung: Verwendet ein sich änderndes Magnetfeld, um Wirbelströme in Metallen zu induzieren und so Heizeffekte zu erzielen.

2. Strom durch die Spule

Definition:

Strom durch die Spule ist der Strom, der direkt durch die Leiter der Spule fließt. Dieser Strom kann entweder ein konstanter Gleichstrom (DC) oder ein Wechselstrom (AC) sein.

Bedingungen für die Erzeugung:

• Stromquelle: Eine externe Stromquelle (wie Batterie, Generator oder AC-Quelle) ist erforderlich, um den Strom bereitzustellen.

• Geschlossener Kreis: Die Spule muss Teil eines geschlossenen Stromkreises sein, um den Strom fließen zu lassen.

Mathematische Ausdrucksweise:

Für Gleichstrom (DC) kann das Ohmsche Gesetz verwendet werden:

wobei I der Strom, V die Spannung und R der Widerstand ist.

Für Wechselstrom (AC) kann der Strom als Sinuswelle ausgedrückt werden:

wobei I0 der maximale Strom, ω die Kreisfrequenz und ϕ der Phasenwinkel ist.

Anwendungen:

• Elektromagnete: Der Strom durch die Spule erzeugt ein Magnetfeld, das zur Erzeugung von Elektromagneten verwendet wird.

• Motoren: Der Wechselstrom durch die Spule erzeugt ein rotierendes Magnetfeld, das den Motor antreibt.

• Transformator: Der Wechselstrom in der Primärspule erzeugt ein sich änderndes Magnetfeld, das im Sekundärkreis Strom induziert, um elektrische Energie zu übertragen.

Zusammenfassung

• Induzierter Strom ist der in einem Leiter generierte Strom aufgrund des elektromagnetischen Induktionsprinzips, das durch ein sich änderndes Magnetfeld verursacht wird, und erfordert ein sich änderndes Magnetfeld und einen geschlossenen Kreis.

• Strom durch die Spule ist der Strom, der direkt durch die Leiter der Spule fließt, und erfordert eine externe Stromquelle und einen geschlossenen Stromkreis.

Das Verständnis der Unterschiede zwischen diesen beiden Arten von Strömen hilft, die grundlegenden Prinzipien der Elektromagnetismus besser zu begreifen und die entsprechenden Technologien in praktischen Anwendungen korrekt auszuwählen und zu verwenden.