Maximale Induktionsspannung bei rotierender Leiterschleife

MMchen60 · Anmeldungsdatum: 31.01.2021 Beiträge: 221 Wohnort: Heilbronn

Liebe Forumsgemeinde,
ich habe da ein kleines Verständnisproblem bei der Aufgabe gemäß Anhang, Aufgabenteil b) (Abitur BW). Ich war ja immer der Meinung, dass die größte Induktionsspannung zum Zeitpunkt des Senkrechtstehens der Leiterschleifenfläche zu den magnetischen Feldlinien sei. Nun behauptet die Lösung des Stark-Buches allerdings gerade das Gegenteil, nämlich dann, wenn die Umfangsgeschwindigkeitder Schleife senkrecht zu den Feldlinien steht, was bedeutet, dass die Schleife parallel zu den Feldlinine steht. Kann mir das bitte einmal jemand erklären?
Vielen Dank für Antwort.

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6202

Die in der Leiterschleife induzierte Spannung ist dann am grössten, wenn die Flussänderung pro Zeit durch die Schleife maximal ist.

Die induzierte Spannung ist

Hier, bei einem homogenen Magnetfeld, ist der Fluss einfach

Dabei steht der Vektor A senkrecht zur Fläche der Leiterschleife, und alpha ist der Winkel zwischen diesem Normalenvektor und den Feldlinien.

Der im Diagramm gezeigte Spannungsverlauf ist sinusförmig, die Leiterschleife wird mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit gedreht:

Der Betrag der Spannung ist maximal für

Also dann, wenn der Flächennormalenvektor senkrecht zu den Feldlinien steht.