Luftspule
Physik
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Definition
Wenn man isolierten Draht (z. B. Kupferlackdraht) in einer Lage auf einen Holzstab wickelt und dann den Holzstab herauszieht hat meine eine Luftspule hergestellt. Andere Worte dafür sind Zylinderspule und Solenoid. Fließt ein Strom durch die Spule, baut sie ein Magnetfeld auf. Das Magnetfeld ähnelt dem eines Stabmagneten. Eine Luftspule, durch die Strom fließt, ist ein sehr einfacher Elektromagnet ↗
Induktion
Bewegt man einen starken Magneten durch die Spule hin und her, dann kann man an den Spulenenden eine elektrische Spannung oder Stromtärke messen. Damit funktioniert der bewegte Draht mit der Spule zusammen wie ein einfacher Stromgenerator. Die Wirkweise beruht auf dem Prinzip der Induktion ↗
Berechnung
Für eine lange zylinderförmige Spule kann man die magnetische Flussdichte im Inneren der Spule mit einer einfachen Formel leicht berechnen. Ist die Spule lang genug, kann im Inneren den komplizierten Einfluss der gebogenen Magnetfeldlinien am linken und rechten Rand der Spule vernachlässigen. Für eine Luftspule gilt die folgende Formel.
Formel
- B = μ₀⋅I⋅N:l
Legende
Kabeltrommeln als Luftspule
Eine klassische, tragbare Kabeltrommel wie man sie im Baumarkt kaufen kann ist von ihrer physikalischen Wirkung her eine Luftspule. Insbesondere beim haushaltsüblichen Wechselstrom ändert sich ständig und schnell die Stromstärke im Kabel, was zu einer Selbstinduktion führt und den Widerstand merklich erhöhen können soll.[1] Siehe mehr unter Kabeltrommel ↗
Fußnoten
- [1] Als Anekdote sei hier kurz die Geschichte eines Mitarbeiters einer Elektrofirma wieder gegeben. Eine Kundin kam mehrfach mit ihrem Rasenmäher ins Geschäft, da er nicht mehr anlaufe. Die elektrische Leistung des Mähers lag bei 1500 Watt. Im Geschäft jedoch lief der Rasenmäher tadellos. Als Ursache stellte sich letztendlich heraus, dass die Kundin den Mäher an ein 50-Meter langes Kabel, aufgewickelt auf eine Trommel, angeschlossen hatte. Der "Widerstand war zu hoch". Stephan Söllnner: Interneträsenz der Firma Söllner-Motorgeräte (Regensburg). 28ter Juni 2017. Zur Physik siehe mehr im Artikel zur Luftspule ↗
- [2] Die Luftspule zur Erzeugung von Elektrizität: Emil Lenz: Ueber die Gesetze, nach welchen der Magnet auf eine Spirale einwirkt, wenn er ihr plötzlich genähert oder von ihr entfernt wird, und über die vortheilhafteste Construction der Spirale zu magneto-elektrischem Behufe. In: Annalen der Physik und Chemie. Band 110, Joh. Ambr. Barth, Leipzig 1835, S. 385-418. Siehe auch Induktionsversuch ↗