Energieeinsparung bei induzierter EMK im offenen Regelkreis

Wir haben in etwa so einen geschlossenen Kreislauf im Einfluss von Magnetfeldern von Elektromagneten. (Bitte ignorieren Sie die angezeigten Ströme und Kräfte - die Spule steht und es fließt zunächst kein Strom)Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Magnete drehen sich nun um die Spule und in der Spule wird eine EMK induziert. Da der Stromkreis geschlossen ist, ergibt sich ein induzierter Strom. Die Verlustleistung i^2R stammt von der Leistung, die von der externen Agentur verwendet wird, um die Flussänderung zu bewirken, in diesem Fall die Rotation der Elektromagnete. Aber wenn die Schleife offen ist und die induzierte EMK nicht zu einem induzierten Strom führen kann, wie erscheint dann die Energie der externen Agentur im Stromkreis? Ist die erzeugte EMK selbst eine Möglichkeit, diese Energie zu speichern, die sich ausdrückt, wenn Strom fließt? Aber wenn dies wahr wäre, hätte die EMK weiter zunehmen müssen, da die externe Agentur weiterhin Energie liefern würde, aber dies widerspricht dem Faradayschen Gesetz, da die EMK nur zunehmen würde, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Magnete zunehmen würde. Die Krux ist also,

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Wenn die Schleife geschlossen ist, wird die externe Agentur feststellen, dass eine Kraft/ein Drehmoment auf die Magnete wirkt, wenn sie versuchen, sie zu bewegen/zu drehen. Sie müssen dieser Kraft entgegenwirken und verlieren dabei Energie, die schließlich im Stromkreis in elektrische Energie umgewandelt wird.

Wenn nun die Schleife offen gehalten wird, spürt die externe Agentur diese entgegengesetzte Kraft/Drehmoment nicht, wenn sie versucht, die Magnete zu bewegen/drehen, und dann geht keine Energie verloren.

Wir haben einmal ein ähnliches Experiment in unserem Labor gemacht: Ein Stirlingmotor war über einen Riemen mit einem Generator verbunden. Ein großer Widerstand wurde über einen Schalter mit dem Generator verbunden. Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, ist der Stromkreis offen und der Motor läuft ruhig mit 300 U / min. EMF wird vom Generator erzeugt, aber im Stromkreis geht keine Energie verloren.

Sobald man den Schalter einschaltet, beginnt der Widerstand, Energie zu verbrauchen, und die Drehzahl des Motors reduziert sich plötzlich auf etwa 150 U/min, da er jetzt ein viel größeres Drehmoment aufbringen muss, um den Generator zu drehen.

Die vom Motor erzeugte Leistung bleibt immer noch gleich. Die Winkelgeschwindigkeit nimmt ab, wenn das vom Motor aufgebrachte Drehmoment zunimmt (Leistung = Drehmoment ⋅ Winkelgeschwindigkeit)

Energieeinsparung bei induzierter EMK im offenen Regelkreis
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