Wirbelstrombremse an rotierender Scheibe

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

[abgespalten vom Thread

http://www.physikerboard.de/topic,4637,-aluminiumring-im-magnetfeld.html#66459

Schönen Gruß, dermarkus]

das heist also das die scheibe nur deshalb abgebremst wird weil sie durch die 2 magnetfelder senkrecht zur rotation weggedrückt bzw angezogen wird und somit and der rotationsachse ein reibungswiderstand entsteht.
richtig???

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Magst du mal eine Skizze malen, um zu zeigen, was du da genau meinst? Denn bisher bin ich mir noch nicht so ganz sicher, ob du da mit deinen Worten etwas richtiges meinst.

Einen Reibungswiderstand im eigentlichen Sinn erfahren nur die Wirbelströme durch den ohmschen Widerstand des Materials (hier Alu), in dem sie fließen.

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

achso ok ne ich meine einen mechanischen wiederstand der durch die abstoßung der B-felder entsteht. also die "schiefstellung" der scheibe wodurch sie an der achse reibt.
das is falsch

ich verstehe den ohmsschen wiederstand aber ich verstehe net warum die kinetische energie der scheibe dabei in thermische umgewandelt wird.

daher verstehe ich nicht warum die scheibe abgebremst wird, da ich davon ausgehe das die induktionsspule einen strom induziert welcher ein b-feld mit sich führt das der ursache also dem b-feld der induktionsspule entgegen wirkt. diese felder sind aber senkrecht zur scheibe gerichtet also haben sie keine wirkung auf die bewegung der scheibe. so stell ich mir das vor

(also ich spreche von einer scheibe die rotiert und eine wirbelstrombremse an ihr angebracht ist)
hoffe es is verständlich.

also bei mir hakt es an der kraft die gegen die bewegung wirkt. da sverstehe ich nicht kann da jmd geneuer erklären?
plz^^

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

so sieht das aus. im prinzip das selbe wie das Waltenhofsches Pendel aba ka wie das geht^^.
wirbelstrombremse:

edit: bei den roten pfeilen handelt es sich nicht um elektronen fluss sondern um stromfluss

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

und nochma

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden, auch die Wirbelströme hast du da bereits eingezeichnet. Magst du nochmal genau sagen und überprüfen, wie du auf die Richtung dieser roten Kreispfeile kommst? Müssen das, so wie du sie eingezeichnet hast, die Pfeile für den Stromfluss oder für den Elektronenfluss sein?

Nun hat ja jeder Kreisstrom sein Magnetfeld, das sieht aus wie das Magnetfeld eines kleinen Stabmagneten. Magst du mal diese Magneten, die zu den Wirbelströmen gehören, mit einzeichnen?

(Vielleicht geht das am übersichtlichsten, wenn du eine Ansicht wählst, in der das ganze ein bisschen in Schrägansicht betrachtet wird, oder das in die Frontansicht einzeichnest, wenn du für deine Frontalansicht in Worten dazusagst, ob sich das obere Ende der Scheibe in diesem Bild auf den Betrachter zu oder von ihm wegdrehen soll)

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

also ich betrachte jez modellhaft eine gruppe von elektronen^^.
beim eintreten dieser elektronen in das magnetfeld (durch die rotation) ändert sich der magnetische fluss PHI. er nimmt zu.
diese änderung induziert wie wir wissen eine spannung welche laut lenz ihrer ursache entgegenwirkt. also muss das induzierte b-feld auf der frontalansicht entgegen des feldes der spule gerichtet sein. (von scheibe nach links)

nun sind die elektronen im feld drinn. das ist jetz ihr zustand den sie angenommen haben. bei herraustreten ist der magnetische fluss wieder verändert. in dem fall wird er weniger.( also negativer wert. als würden wir den zustand im feld als normal ansehen. und das herraustreten der elektronen wie ein herreintreten in ein feld was dem ursprünglichem unserer spule entgegengesetzt ist) lenz sagt wieder das der induzierte strom entgegen seiner ursache wirkt. demnach ist die ursache eine abschwächung von PHI. also ist der wirbelstrom und das dazugehörige wirbelfeld dem b-feld der spule gleichgerichtet.

daher ist der eine pfeil im uhrzeigersinn der andere gegen den uhrzeigersinn.

wirbelfelder werden so bestimmt:
man nehme für den stromfluss die rechte hand. man umgreife mit der hand einen stromdurchflossenen leiter -wie beim wichsen-. nun streckt man den daumen so aus Thumbs up!

. daumen zeigt in richtung des stroms. die 4 anderen finger zeigen die richtung des wirbelfeldes an also zum theoretischen nordpol hin.

bei dem wirbelstrom kann man dessen b-feld ähnlich wie das einer spule ansehen und mehr oder weniger im innern des kreises als homogen ansehen.

ich hab das ganze nicht eingezeichnet weil ich nicht weis wie ich das genau machen soll. also ob das induzierte feld die ganze spule durchfließt oder ob es nur einen teil und dann entgegengesetzt den anderen teil durchfliest
also kurz ich weis nicht wie es bildlich aussieht^^
hoffe es is verständlich ^^ Zunge

meine frage besteht immer noch. ich kann mir nicht erklären weshalb die scheibe gebremst wird

ediit: die scheibe dreht sich immer in die selbe richtung. also zum betrachter hin. ich hab die frontansicht etwas scheise abweichend von der seitenansicht gewählt. aba die is net wichtig. wichtiger denk ich is die seiten ansicht

edit²: wenn man es genau nimmt ist die frontalansicht von wirbel 1.jpg von oben.
also eig ne draufsicht Big Laugh

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Mit deinen Überlegungen und deiner Korrektur im Bild oben (die roten Kreispfeile zeigen in der Tat die Stromrichtung an und nicht die Elektronenflussrichtung) bin ich einverstanden smile

(Und es wird wohl von Mnemotechnik-Experten bestätigt, dass man sich diejenigen Merkregeln besonders gut merkt, die man sich ganz persönlich mit besonders einprägsamen Bildern verbindet Augenzwinkern

)

Magst du nun mal an die Kreisströme, deinen Überlegungen entsprechend, die zugehörige Magnetfeldrichtung in dem Kreisstrom und den Nord- und Südpol des zum Kreisstrom gehörigen Magneten mit dranmalen?

Vielleicht am einfachsten, indem du Kreisstrom, zugehörige Magnetfeldrichtung und Nord- und Südpol des zugehörigen Magneten in die Vorderansicht mit einzeichnest (sagen wir mal, dort bewege sich die Vorderseite nach unten, also ins Magnetfeld der Spulen hinein)

und dann dasselbe für die Rückansicht zeichnest, wo sich dann die Wirbelstrommagneten nach oben bewegen, also aus dem Magnetfeld der Spulen herauslaufen?

//edit: bzw. entsprechend als Ansicht von oben und unten, so dass sich die Wirbelstrommagneten auf die Spulen zu bzw. von ihnen weg bewegen

Und dann schauen, wann sich die Magneten anziehen, und wann sie sich abstoßen? Welchen Einfluss haben diese Kräfte zwischen den Magneten auf die Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe?

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

ich hab heute mit meinem physik lehrer gesprochen. er hat gemeint das ist äuserst schwierig da von einer kraft zu sprechen welche entgegen der rotation wirkt. er meinte das man sich das so vorstellen muss:

das b-feld der induktionsspulen ist global betrachtet inhomogen. das b-feld um den induktionsstrom herum ist auch inhomogen. man kann den homogenen teil im inern der spule und im innern des wirbelstromes betrachten. dieser ist aber laut lehrer und meiner vermutung irrelevant für die bremsung. aleine der ihomogene teil bremst die scheibe. schwer darzustellen. muss man sich das so vorstellen das beim eintreten der elektronen ins b-feld sich der inhomogene teil beider felder abstoßt und beim herraustreten anzieht. diese inhomogene teile sind in der vorstellung in richtung der rotation gerichtet bzw entgegengerichtet.

bild folgt...

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden, was hier bremsend wirkt, das sind nicht die homogenen Teile der Magnetfelder, sondern die inhomogenen Teile.

Von sehr guten, konkreten Erklärungen dafür, wie genau diese inhomogenen Teile der Magnetfelder eine Kraft bewirken, die die Rotation der Scheibe bremst, bist du aber nach deinen ganzen Vorüberlegungen überhaupt nicht mehr weit entfernt, deshalb würde ich das nicht mehr als besonders schwierig einstufen.

Magst du mal die Wirbelstrommagneten, von denen ich oben gesprochen habe, in deine Skizzen einzeichnen, um konkret zu sehen, wie es hier zu einer Kraft kommt?

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

also so sieht das ganze ohne homogene felder aus.
problem:
bevor ich das alles gemalt habe. war ich mit meiner vorstellung zufrieden. jetz sehe ich aber das sich einerseits die felder aufheben andererseits wieder verstärken. also verstehe ich wieder nicht woher die bremsende kraft kommt Big Laugh

vll liegt es an meiner zeichnung. also das sie zu ungenau ist und deshalb alles falsch darstellt.
wäre cool wenn sich mal nen professor melden würde oda jmd der ahnung hat und das ganze konkret aufklärt. ich werde langsam müde. Schläfer

edit: sehe gerade ds mein bild zu groß is. über 110 kb. wenn das jmd sehen will muss er mir erlauben das hochzuladen

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

http://uploaded.to/?id=2yc3t5

ich kann mir net vorstelln das man das bild von den kb kleiner machn kann^^

[was nicht passt ... – gif ist für solche skizzen meist gut geeignet, ohne die jpeg-Artefakte wäre das wahrscheinlich noch kleiner geworden. mfg, para]

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Da war para noch schneller als ich beim Bild kleiner machen smile

Wenn man nun in dieses Bild noch die Magneten einzeichnet, siehst du dann schon, welche der Magneten sich gegenseitig abstpßen, und welche der Magneten eine anziehende Kraft aufeinander ausüben?

Vielleicht magst du sogar noch in dieses Bild die dementsprechenden Kräfte einzeichnen?

Erinnere dich: Gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige Pole ziehen sich an.

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

stiimmmttt !! Big Laugh

:

wenn man das mit magneten betrachtet ergibt das einen sinn. wenn man nur die feldlinien betrachtet sieht man net gleich das sich der ganze mist abstoßt/anzieht unswar so das das ganze gebremst wird Big Laugh

problem gelöst ich bin schlau geworden danke für das stabmagnetbild :-*

salamalaikum

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Wenn du Lust haben solltest, ein zweites schönes Erklärungsbild für die Kräfte zu erkennen, dann schau mal in die Skizze im Anhang dieses Beitrages, in der habe ich die Wirbelstromrichtungen dort dick als rote Pfeile dazugezeichnet, wo sie innerhalb des Magnetfeldes des Spulen verlaufen.

Auf welche Kraftrichtungen kommst du mit der Dreifingerregel der rechten Hand, wenn du dir die Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld für den oberen, eintretenden Wirbelstrom überlegst, und für den unteren Wirbelstrom beim Austritt aus dem Magnetfeld?

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

ehhh?? was???!?

wirbelstromrichtungen ??
das sind doch schon die roten kreise.
seiten wann sind wirbelströme so linear ? ich versteh net was du sagst ^^

Tanceworld · Anmeldungsdatum: 23.02.2008 Beiträge: 2

aaaahhhh!! Jetz hab ichs auch verstanden. dermarkus hat zur Verdeutlichung nur den Teil der Wirbelströme dicker eingezeichnet, die in dem Magnetfeld fließen. Und wenn man sich die Lorentzkraft auf die dick eingezeichneten Ströme anguckt, sieht man, warum die Scheibe gebremst wird.

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

aber genau die selben pfeile führen da drüber und drunter in die entgegengesetzte richtung

Tanceworld · Anmeldungsdatum: 23.02.2008 Beiträge: 2

Jo, aber außerhalb des Magnetfeldes, also wirkt da auch keine Lorentzkraft...

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

bli bla blu laberoon
^^

das is gay find ich mit den pfeilen. best is das mit den stabmagnets

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich kann zwar nachvollziehen, dass du persönlich die Erklärung lieber magst, die du zuerst verstanden hast.

Aber ich finde, das ist kein Grund, eine andere Erklärung, die sicher von vielen anderen als noch einfacher und direkter empfunden wird, und die genauso richtig ist, als unsympathisch abzutun, nur weil du sie vielleicht bisher noch nicht so gut verinnerlicht hast wie den Gedankengang mit den Stabmagneten.

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

eeeyyy jez scheis dir ma net in die hose mach dich bischen locker wie ich. ich mach nur bisi spaß. hab das so übertrieben gesagt.
ich finde die erklerung net so gut weil man die selben pfeile auch in die andere richtung malen kann und dann die beiden lorenzkräft sich aufheben

kurtis · Anmeldungsdatum: 21.02.2008 Beiträge: 14

auserdem is das ganze jez auch geklert sogar mit 2 verschiedenen bildern. also alles was jetz danach an posts kommt is nur gefasel fürn spaß an der freude Big Laugh

katate · Gast

Hallo,
ich habe noch eine Frage zu er zweiten Erklärung von dermarkus. Wenn man das Magnetfeld auf der linken Seite der Scheibe (auf der linken Seite vom Mittelpunkt) ansetzt, dann müsste nach der genannten Regel die Scheibe ja beschleunigt werden. Dadurch würden die Wirbelströme wieder größer etc. Ich bin mir sehr sicher, dass das nicht sein kann. Wie verhält es sich dort? Was hab ich übersehen?

Danke!

katate · Gast

Hm, kaum denkt man mal nach.... es liegt wahrscheinlich daran, dass sich die Scheibe dann in der anderen Richtung durch das Magnetfeld bewegt und die Ströme andersrum laufen.