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Der Begriff "Induktion" bezeichnet:

1. Eine Größe, die man auch magnetische Flußdichte nennt.
2. Den Vorgang der Spannungserzeugung durch Änderung des magnetischen Flusses (Induktionsgesetz ). Die Spannung wird dann durch ein zirkulares elektrisches Feld hervorgerufen, das die Magnetfeldlinien in einer Ebene senkrecht dazu umschließt. Wenn sich in der Ebene dieses Feldes ein offener, kreisförmig gebogener, elektrischer Leiter befindet, kann man die induzierte Spannung an seinen Enden abgreifen. Ein induzierter Strom ensteht, wenn man die Leiterenden kurzschließt. Das Magnetfeld einer Spule wirkt bei Änderung des Stroms auf diese zurück und erzeugt eine Spannung, die der Stromänderung entgegenwirkt ( Lenzsche Regel ). Diesen Vorgang bezeichnet man als Selbstinduktion. Er ist Grundlage für die Energiespeicher - Wirkung der Induktivität. Die Induktion ist genau wie die Wirkung elektrischer Felder eine Fernwirkung, die auch das Vakuum durchquert und nicht nur an spezielle Leitermaterialien gebunden ist.

Siehe auch:

Das Induktionsgesetz besagt, daß die in eine Leiterschleife induzierte Spannung gleich der zeitlichen Änderungsgeschwindigkeit des magnetischen Flusses, der durch sie hindurchgeht ist.

Bild I.1: Lage und Richtung der induzierten Größen und ihrer Ursache

Formel I.1: Das Induktionsgesetz für Erzeugerzählpfeile

Das Vorzeichen in der Formel hängt vom gewählten Richtungssinn ab. Wenn man Verbraucherzählpfeile verwendet, sind die Leistungen U mal I, die man in das System hineinschickt positiv. Wenn man Erzeugerzählpfeile wie in der Abbildung verwendet, sind Leistungen, die aus dem System kommen positiv. Der eingetragene Stromzählpfeil entspricht dem mathematisch positiven Drehsinn, wobei die Größe des Stroms bei positiver Flußänderung in Zählpfeilrichtung negativ wäre. ( Rechte-Hand-Regel, Lenzsche Regel)

Die Formel bezieht sich gemäß Definition des magnetischen Flusses nur auf den Anteil des Magnetfelds, der senkrecht zur Spulenebene steht.
Wodurch die Änderung des magnetischen Flusses verursacht wird, ist egal. Die in dem Induktionsgesetz angegebene Spannung tritt in jedem Fall auf.
Einige der zahlreichen Möglichkeiten dieser Änderung sind Drehung einer Leiterschleife im Magnetfeld, Bewegung von außen in ein Feld hinein und wieder heraus, Austausch des Kernmaterials während der Strom fließt, Änderung des einwirkenden Feldes durch Stromänderung an der felderzeugenden Spule oder durch Annäherung eines Permanentmagneten, Längenänderung des magnetischen Kreises.

Daher gilt das I. für Elektromotoren, Generatoren, Transformatoren, Schaltnetzteile, Wirbelstrombremsen, Mikrophone, Fahrradtachos usw. Es ist also eine Grundlage für die Entwicklung aller elektrischer Maschinen.

Das I. lässt sich durch die Lorentzkraft bestätigen, wenn man sich eine offene rechteckige Drahtschleife in einem Magnetfeld vorstellt, die durch einen mit Schleifkontakten auf paralellen Leitern gleitenden Verbindungsdraht kontinuierlich vergrößert wird. Die Lorentzkraft des Magnetfelds auf die Elektronen in diesem bewegten Leiter verursacht dann eine Spannung, die genau der Spannung entspricht, die man auch durch das I. wegen der Flächen- und damit Flußänderung der Leiterschleife erhalten würde.

Bei den Transformatoren führt das I. zu der Spannungserzeugungsformel.
Genauso, wie man die Formel des I. umstellen kann, kann man auch den Wirkungszusammenhang umkehren, d.h. eine angelegte Spannung verursacht eine Änderung des magnetischen Flusses.

Die Grundlage des I. sind die Maxwellschen Gleichungen, die aber über den Rahmen dieses Lexikons hinausführen würden und in der Praxis für Transformatoren zu umständlich anzuwenden sind.

Siehe auch:

"Induktivität" ist sowohl die Bezeichnung für eine elektrische Größe als auch der Name eines elektrischen Bauelements, das diese Größe als Eigenschaft hat (anders ist das bei "Kapazität" und "Kondensator").

Die I. als Größe gibt an, wieviel Spannung man wie lange wirken lassen muß, damit ein bestimmter Strom durch ein Bauelement fließt. Die Einheit der I. ist also Vs/A; der Einheitenname ist Henry (kurz: H, Formelzeichen L). Man kann sich diese Größe als die Trägheit des Stromflusses gegenüber Spannungen vorstellen, was auch durch die unten stehende Differentialgleichung wiedergegeben wird.

Eine I. als elektrisches Bauelement kann man daher als einen Speicher für Ströme bezeichnen, so wie man analog einen Kondensator als Speicher für Spannungen betrachten kann.

Die I. ist also ebenso wie der Kondensator ein Energiespeicher. Wenn eine I. und ein Kondensator sich in einer Schaltung gegenseitig beeinflussen, kann es zur Bildung von Schwingungen zwischen ihnen und zur Filterung bestimmter Frequenzen kommen.

Die Energie wird im Magnetfeld des magnetischen Kreises gespeichert und durch Induktion (die in diesem Fall als "Selbstinduktion" bezeichnet wird) zurück in den elektrischen Stromkreis übertragen.

Weil eine I. im zeitlichen Verhalten gegenüber Spannungen nicht neutral, sonder abhängig von ihrer Vergangenheit ist, reagiert sie auf sinusförmige Einflüsse unterschiedlicher Frequenz auch unterschiedlich. Dies wird durch die Formel des Widerstands wiedergegeben. Die Kreisfrequenz ? in dieser Formel entspricht 2?f, wobei f die Frequenz der anliegenden Spannung ist.


Formeln I.2: Alle wichtigen Formeln zur Induktivität im Überblick

Die letzte Formel bestimmt die Größe der Induktivität aus den geometrischen Daten des Bauelements:
Windungszahl N
Querschnittsfläche A_mag
Länge des magnetischen Kreises l_mag
Permeabilität _µ0µr
Diese Formel hat ihren Ursprung im Induktionsgesetz und dem Durchflutungssatz.
Sie geht von idealen Bedingungen aus, die man in der Realität mit endlich langen Spulen nie erreicht :
Homogenes Magnetfeld über die gesamte Länge der Feldlinien
Magnetfeld nur innerhalb des Kerns
Permeabilität in alle Richtungen und bei allen magnetischen Feldstärken gleich.

Siehe auch:

Die I. teilen Isolierstoffe in Temperaturbereiche auf, für die sie geeignet sind. Die Isolierstoffe verlieren nämlich durch die ständig vorhandene Verlustwärme des Transformators an Wirkung. Dieser chemische Alterungsprozess wird mit steigender Temperatur exponentiell beschleunigt. Daher muss man Stoffe und Tränkmittel der entsprechenden Klasse verwenden, um eine ausreichende Lebensdauer der Isolierung zu erreichen.

Folgende Tabelle listet einige Isolierstoffe der wichtigsten Stoffklassen auf: