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[quote="GvC"]Das kann man so nicht sagen. So wie Du die Aufgabenstellung formuliert hast, ist die Kraft auf das Leiterstück und der Strom durch das Leiterstück fest vorgegeben. Dann muss entsprechend der Gleichung [latex]B=\frac{F}{I\cdot l\cdot\sin{\varphi}}[/latex] die Flussdichte erhöht werden. Sie ändert sich allerdings nicht "von selbst", sondern muss durch höheren Strom im Elektromagneten erzeugt werden, damit die fest vorgegebene Kraft konstant bleibt. Das geht aber nicht unbegrenzt. Die höchste magnetische Flussdichte in herkömmlichen technischen Anlagen liegt bei etwa 3T (Kernspintomograph). Es gibt zwar deutlich höhere Flussdichten, dabei handelt es sich aber um extreme Spezialfälle (siehe auch [url=https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Flussdichte#Gr%C3%B6%C3%9Fenbeispiele]hier[/url]). Wie gesagt, ich halte die Frage nach der Änderung der Flussdichte nach wie vor für unsinnig.[/quote]
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GvC
Verfasst am: 18. Nov 2020 14:25
Titel:
Das kann man so nicht sagen. So wie Du die Aufgabenstellung formuliert hast, ist die Kraft auf das Leiterstück und der Strom durch das Leiterstück fest vorgegeben. Dann muss entsprechend der Gleichung
die Flussdichte erhöht werden. Sie ändert sich allerdings nicht "von selbst", sondern muss durch höheren Strom im Elektromagneten erzeugt werden, damit die fest vorgegebene Kraft konstant bleibt. Das geht aber nicht unbegrenzt. Die höchste magnetische Flussdichte in herkömmlichen technischen Anlagen liegt bei etwa 3T (Kernspintomograph). Es gibt zwar deutlich höhere Flussdichten, dabei handelt es sich aber um extreme Spezialfälle (siehe auch
hier
).
Wie gesagt, ich halte die Frage nach der Änderung der Flussdichte nach wie vor für unsinnig.
HobbyTüfftler
Verfasst am: 18. Nov 2020 13:47
Titel:
Danke für die ausführliche Antwort. Also schreibe ich zur Beantwortung der Frage hin, dass sich die magnetische Flussdichte B nicht verändert, wenn der Leiter gedreht wird.
GvC
Verfasst am: 18. Nov 2020 13:37
Titel:
HobbyTüfftler hat Folgendes geschrieben:
Zusätzlich steht im Tafelwerk, dass die Formel B=F/(I*l) gilt, wenn B senkrecht zur Stromrichtung ist.
Ja,
wenn
...
Du solltest wissen, dass es sich bei Kraft, Länge und Flussdichte um Vektoren handelt. Der Kraftvektor auf einen stromdurchflossenen Leiter berechnet sich zu
und deshalb der Betrag zu
wobei
der Winkel zwischen Längen-Vektor (in Stromrichtung) und Flussdichte-Vektor ist. Bei einem Winkel von 90° ist der Sinus 1, und die Gleichung für den Kraftbetrag vereinfacht sich zu
Daraus ergibt sich die Flussdichte, wie Du sie im Tafelwerk gefunden hast.
Bei jedem anderen Winkel ergibt sich bei konstanter magnetischer Flussdichte eine kleinere Kraft. Wenn dagegen die Kraft bei jedem beliebigen Winkel dieselbe sein soll, muss die Flussdichte entsprechend erhöht werden, im theoretischen Extremfall bis unendlich. Das ist praktisch natürlich nicht möglich. Deshalb finde ich die Frage nach der Änderung der Flussdichte einigermaßen sinnlos und nur die Frage nach der Kraft sinnvoll.
HobbyTüfftler
Verfasst am: 18. Nov 2020 13:15
Titel:
Ich habe mich ebenfalls sehr gewundert und kam dann ins Zweifeln. Zusätzlich steht im Tafelwerk, dass die Formel B=F/(I*l) gilt, wenn B senkrecht zur Stromrichtung ist. Welche Formel verwendet man, wenn B nicht senkrecht zur Stromrichtung ist? Deshalb meine Frage, ob B sich verändert, wenn der Leiter sich dreht.
GvC
Verfasst am: 18. Nov 2020 13:10
Titel:
HobbyTüfftler hat Folgendes geschrieben:
Also bei der ersten Teilaufgabe komme ich auf B=0,5T.
Richtig.
HobbyTüfftler hat Folgendes geschrieben:
Ändert sich die magnetische Flussdichte bei Drehung des Leiters bis zur waagerechten Position?
Nein, warum? Die Flussdichte ist durch den Elektromagneten fest vorgegeben. Deshalb finde ich die Frage in der Aufgabenstellung ziemlich sinnlos. Sinnvoll wäre die Frage gewesen, wie sich die Kraft auf den Leiter ändert. Aber vielleicht habe ich die Aufgabe auch gar nicht richtig verstanden.
HobbyTüfftler
Verfasst am: 18. Nov 2020 12:22
Titel: Magnetische Flussdichte - Abhängigkeit von der Fläche?
Hallo,
ich habe ein Frage zur Magnetischen Flussdichte. Aufgabe ist die Folgende: Ein Strom von 10A, der ein 4cm langes Drahtstück im Feld eines Elektromagneten durchfließt, erfährt eine Kraft von 0,2N. Berechnen Sie die magnetische Flussdichte, wenn sich der Leiter senkrecht im Feld befindet. Wie würde sich die Flussdichte bei Drehung des Leiters bis zur waagerechten Position ändern? (kann ohne Rechnung beantwortet werden)
Also bei der ersten Teilaufgabe komme ich auf B=0,5T. Die eigentliche Frage bezieht sich nur auf die zweite Teilaufgabe mit der Drehung. Ändert sich die magnetische Flussdichte bei Drehung des Leiters bis zur waagerechten Position?
Vielen Dank