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17.03.2010 - Die Lenz’sche Regel
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Durch eine Änderung des magnetischen Feldes wird in eine Leiterschleife eine Spannung induziert, sodass der dadurch fließende Strom ein neues Magnetfeld erzeugt, welches der Änderung des magnetischen Feldes entgegenwirkt.

Ein Beispiel dafür:
Man führt einen Stabmagneten in eine Spule (die kurzgeschlossen ist, damit der Induktionsstrom fließen kann) ein.
Nun entsteht in der Spule ein Strom, der wiederum ein Magnetfeld hervorruft. Nach der Lenz’schen Regel wirkt dieses Magnetfeld der Änderung des Magnetfeldes entgegen. Das heißt, dass das Magnetfeld der Spule dem Einführen des Magneten entgegenwirkt:
Es gibt eine abstoßende Kraft zwischen Magnet und Spule. Dies klingt logisch, wenn man sich die Energie des Systems anschaut: durch die Induktion entsteht elektrische Energie durch Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie. Die mechanische Energie setzt sich zusammen aus Kraft mal Weg, wobei die Kraft der abstoßenden Kraft zwischen Magnet und Spule entspricht. Die abstoßende Kraft zwischen Magnet und Spule muss also existieren, da sonst ein Widerspruch zum Energieerhaltungssatz gegeben wäre.

Im ersten Ringversuch wird ein Aluminiumring beim Einführen eines Magneten abgestoßen.
Der Aluminiumring verhält sich wie eine kurzgeschlossene Spule. Daher gibt es auch bei diesem Versuch die abstoßende Kraft zwischen diesmal dem Magneten und dem Aluminiumring. Beim Herausziehen des Magnetes gibt es eine anziehende Kraft zwischen Magnet und Aluminiumring da das Magnetfeld jetzt schwächer wird.

Der induzierte Strom erzeugt also immer ein Magnetfeld, welches der Änderung des ursprünglichen Magnetfeldes entgegenwirkt. So bremst auch das Rohr im Rohrversuch durch das Magnetfeld des induzierten Stromes die Bewegung des fallenden Magneten.
Man kann sich das so vorstellen:
Mann kann sich das Rohr als viele übereinander liegende Ringe vorstellen.
Jeder Ring, von dem sich der Magnet wegbewegt (der also über dem Magneten liegt), zieht den Magneten an, da er somit die Bewegung des Magnetfeldes bremst.
Jeder Ring, zu dem sich der Magnet hinbewegt (der also unter dem Magneten liegt), drückt den Magneten weg, da er somit die Bewegung des Magnetfeldes bremst.
Insgesamt entsteht somit eine nach oben wirkende Kraft, die der Gravitationskraft entgegenwirkt und so den Magneten bremst.
In einem Kunststoffrohr gibt es diesen Effekt nicht, da Kunststoff isolierend wirkt und somit kein Induktionsstrom fließen kann.

Das Magnetfeld änderte sich bisher durch Änderung der Entfernung von Magnet zu Spule. Derselbe Effekt tritt jedoch auch auf, wenn statt einem Magneten ein Elektromagnet verwendet wird, dessen Stärke reguliert wird. Beim Einschalten verändert sich das Magnetfeld so, als ob der Magnet der Spule angenähert werden würde. Also gibt es eine abstoßende Kraft zwischen Elektromagnet und Spule. Bei dem Thomsonschen Ringversuch wird statt einer Spule ein Aluminiumring (der sich wie eine kurzgeschlossene Spule verhält) verwendet und das Magnetfeld des Elektromagneten durch einen Eisenkern verstärkt.
Wenn man einen unterbrochenen Ring verwendet funktioniert das Experiment nicht, weil der Induktionsstrom durch den unterbrochenen Ring nicht fließen kann.
Stattdessen verhält sich in diesem Fall der Eisenkern wie eine Spule und stößt den Elektromagneten ab.

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