Im Jahr 1831 führte Michael Faraday zahlreiche Experimente durch, um zu beweisen, dass Elektrizität aus Magnetismus erzeugt werden kann. Innerhalb weniger Wochen hatte der große Experimentalphysiker dieses Phänomen, das heute als elektromagnetische Induktion bekannt ist, nicht nur eindeutig nachgewiesen, sondern auch eine gute Vorstellung von den damit verbundenen Vorgängen entwickelt. Bei einem der Experimente, die Faraday in jenem wichtigen Jahr durchführte, waren ein Dauermagnet und ein Galvanometer mit einer Drahtspule verbunden, die um einen Papierzylinder gewickelt war, ähnlich wie in dieser Anleitung dargestellt.
Um Faradays Experiment zu simulieren, klicken Sie auf den Stabmagneten und ziehen Sie ihn in der Spule hin und her. Beachte, dass das mit der Spule verbundene Voltmeter nur dann einen Strom anzeigt, wenn der Magnet tatsächlich in Bewegung ist, und dass seine Nadel in eine Richtung ausschlägt, wenn der Magnet in die Spule hineingeschoben wird, und in die entgegengesetzte Richtung, wenn er aus der Spule herausgezogen wird. Beachten Sie auch die blau dargestellten Magnetfeldlinien, die vom Magneten ausgehen, und wie sich die Stromrichtung (durch schwarze Pfeile gekennzeichnet) ändert, je nachdem, in welche Richtung sich der Magnet bewegt. Wenn das nördliche Ende des Magneten in die Spule eintritt, wird ein Strom induziert, der entgegen dem Uhrzeigersinn um die Spule fließt; wenn der Magnet dann aus der Spule herausgezogen wird, kehrt sich die Richtung in den Uhrzeigersinn um.
Beachte auch, dass der erzeugte Strom stärker ist, wenn der Magnet schnell und nicht langsam bewegt wird. Stelle den Schieberegler für die Anzahl der Windungen ein und bewege den Magneten erneut in die Spule hinein und wieder heraus, um die Beziehung zwischen den Drahtwindungen in der Spule und dem in dieser Spule induzierten Strom zu bestimmen. Wie das Voltmeter anzeigt, kann in Spulen mit einer größeren Anzahl von Drahtwindungen eine höhere Spannung induziert werden.
Benutze den blauen Knopf zum Umdrehen des Magneten, um zu sehen, wie sich die Dinge ändern, wenn das südliche Ende des Magneten, das unterschiedliche Feldlinien aufweist, mit den Drahtspulen interagiert.
In dieser Demonstration der elektromagnetischen Induktion wird die mechanische Energie des sich bewegenden Magneten in Elektrizität umgewandelt, weil ein sich bewegendes Magnetfeld, das in einen Leiter eintritt, einen Stromfluss in dem Leiter induziert. Der Strom, der in den Draht induziert wurde, erzeugt wiederum ein weiteres Magnetfeld um den Draht herum (was in dieser Anleitung allerdings nicht gezeigt wird). Dieses Feld ist dem Feld des sich bewegenden Magneten entgegengesetzt, wie die Lenzsche Regel erklärt.