61.429 6431

Van három tekercsünk, melyek különböző menetszámúak (például 300; 600 és 1200 menetesek). A nyugalmi indukció vizsgálatához sorba kapcsoltuk őket, és az egészet rákötöttük egy árammérő műszerre. Ezután az állandómágnest (piros‑kék színű) bedugjuk‑kihúzzuk az egyik, aztán a másik, végül a harmadik tekercsbe.

a)  Mindhárom esetben megfigyeljük az árammérő műszer mutatójának kilengéseit. Mekkora áramok keletkeznek a három esetben egymáshoz viszonyítva?

Amikor a legnagyobb menetszámú (1200 menetes) tekercsbe dugdossuk a mágnes, olyankor keletkezik a legnagyobb áram, és a legkisebb menetszámú tekercsbe (300 menetes) dugdosás során a legkisebb áram.

A tekercs keresztmetszetén átmenő mágneses erővonalak számának időbeli változási üteme dönti el, hogy egyetlen menet esetén mekkora feszültség keletkezik. Ha a tekercs nemcsak egyetlen menetes, hanem sok menetes, akkor annyiszor több feszültség indukálódik a tekercs kivezetései között, ahány menetes. A nagyobb a menetszámú tekercs emiatt nagyobb mértékben "sokszorozza meg" az ún. körfeszültséget. Mivel az áramkör teljes ellenállása mindhárom esetben ugyanakkora (hiszen a három, sorba kapcsolt tekercsnek és a műszernek az ellenállásaiból adódik össze), ezért az

\[I=\frac{U}{R}\]

Ohm-törvény alapján a legnagyobb menetes tekercs esetén keletkező legnagyobb feszültség fogja a legnagyobb áramot megindítani.

b)  Miért úgy hajtottuk végre a vizsgálatot, hogy a tekercseket sorba kötve kapcsoltuk az egészet az árammérő műszerre? Miért nem úgy, hogy az egyes tekercseket külön-külön kötöttük rá a műszerre?

Mert a különböző menetszámú tekercsek ohmikus ellenállásai különbözőek. Egyrészt azért, mert a nagyobb menetszámún lévő drót hosszabb, másrészt mert jó eséllyel vékonyabb is. Emiatt a nagyobb menetszámú tekercsnek nagy eséllyel nagyobb az ohmikus ellenállása, mint a kisebb menetszámúnak.

Ha a tekercseket egyszerre, sorba kötve kapcsoljuk a műszerre, akkor bármelyik tekercsben indukálódik a feszültség, az áramnak a teljes áramkörön végig kell folynia, vagyis mindegyik esetben ugyanakkora ellenálláson kell átfolynia. Ezzel szemben ha a tekercseket külön-külön kapcsoltuk volna a műszerre, akkor még azonos indukálódó feszültség esetén is különböző áram indult volna meg az egyes esetekben, mert az áramkör ellenállása mindig más lett volna.