Induktion

Die Induktion ist ein elektromagnetisches Phänomen, das zur Energieumwandlung verwendet wird. Es wird dazu genutzt, um Bewegungsenergie mittels Generator in elektrische Energie umzuwandeln oder um elektrische Energie durch einen Elektromotor in Bewegungsenergie zu überführen. Zusätzlich wird sie auch genutzt, um elektrische Energie in Wärme zur Erhitzung und Bearbeitung von Materialien und Bauteilen zu überführen.

Das Phänomen beruht auf Wechselwirkungen zwischen Magnetismus und elektrischer Ladung in elektrisch leitenden Materialien. Wird ein elektrisch leitendes Material durch einen Magnetfeld bewegt, oder ändert sich das Magnetfeld um einen elektrischen Leiter, so entsteht in dem Leiter eine elektrische Spannung, die Induktionsspannung. Zudem wirkt durch das Magnetfeld auf diesen Leiter eine Kraft, die Lorentzkraft. Die elektrische Spannung kann abgegriffen werden. Der Effekt ist auch umkehrbar. Durch einen elektrischen Strom durch einen Leiter entsteht ein elektromagnetisches Feld, mit dessen Hilfe Energie in magnetische oder magnetisierbare Materialien übertragen werden kann.

Induktion wird insbesondere in folgenden zwei Anwendungsgebieten genutzt:

• Energietechnik: In vielen Bereichen der Energietechnik wird Induktion als wichtiges Phänomen bei der Umwandlung von Bewegungsenergie zu elektrischer Energie und zurück genutzt. In einem Generator wird durch Induktion die Bewegungsenergie einer Welle in elektrischer Energie umgewandelt. Ein Elektromotor arbeitet nach dem gleichen Prinzip, jedoch in die entgegengesetzte Richtung. Zudem nutzen auch Transformatoren Induktion, um Spannung und Stromstärke von elektrischem Strom zu verändern.
• Erwärmungstechnik: Induktion wird auch zur Erwärmung oder zum Schmelzen von Metallen verwendet. Zur Erwärmung werden metallische Bauteile durch eine große, von Wechselstrom durchflossene Spule geführt. Durch den Wechselstrom entstehen in der Spule sich schnell ändernde Magnetfelder. Die Magnetfelder bewirken, dass sich die Elektronen im Metall entlang der Feldlinien des Magnetfelds ausrichten. Da sich die Magnetfelder entsprechend der Frequenz des Wechselstroms ändern, müssen sich die Elektronen ständig neu ausrichten, wodurch es zu einer Erwärmung des Bauteils kommt. Beim Schmelzen von Metallen befindet sich eine große Spule um einen feuerfesten Tiegel, in den Metalle eingegeben werden. Auch hier wird die Erwärmung durch die schnell wechselnden Magnetfelder, die durch die von Wechselstrom durchflossene Spule entstehen, erreicht. Neben der industriellen Nutzung der Erwärmung durch Induktion wird das Verfahren auch in privaten Küchenherden genutzt.

Englische Übersetzung(en):

induction