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Was sind elektrische Wirbelströme?

Antwort #1

Level 2 (für Schüler geeignet)
Beantwortet von
Wirbelströme in einem Metallplättchen - mit und ohne Schlitze.

Wirbelströme - das sind elektrische, kreisförmigen Ströme (Induktionsströme), die sich in ausgedehnten, leitfähigen Materialien ausbilden, wie zum Beispiel am Boden eines Induktionstopfs. Wird beispielsweise ein Metallplättchen in einem inhomogenen Magnetfeld \(B\) bewegt, entstehen im Plättchen wirbelartige, elektrische Ströme. Diese entstehen aufgrund der elektromagnetischen Induktion. Diese besagt, dass sich ein änderndes Magnetfeld, ein elektrisches Feld hervorruft. Dieses E-Feld erzeugt wiederum die Wirbelströme.

Die Bewegung des Metallplättchens wird außerdem gedämft. Der Grund dafür ist die Lenz-Regel (berücksichtigt durch das Minuszeichen im Induktionsgesetz). Nach der Lenz-Regel erzeugt die Natur die Wirbelströme so, dass sie ihrer Ursache entgegenwirken. Als Ur-ursache der Wirbelströme ist die Bewegung des Metallplättchens. Diese Bewegung versucht die Natur abzubremsen. Auf diese Weise verhindert sie, dass Energie aus dem Nichts erzeugt wird.

Um die Wirbelströme zu vermeiden, können beim Metallplättchen Schlitze reingesägt werden, die die Ausbildung von elektrischen Kreisströmen verhindern. Diese Methode wird beispielsweise bei ferromanetischen Eisenkernen in den Spulen benutzt.