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Autor
Nachricht
Pfirsichmensch
Verfasst am: 11. Jul 2015 01:57
Titel:
Hallo GvC,
ich hätte auch noch eine kleine Frage:
Das Magnetfeld ist doch zeitlich konstant. Kommt eine Induktionsspannung nicht nur dann zustande, wenn sich das Feld zeitlich ändert? Ich frag mich die ganze Zeit, ob die Induktionsspannung und damit die Lorentzkraft nicht irgendwann verschwinden.
Edit: Nochmal kurz die Aufgabenstellung angeschaut. Heißt das, dass der Widerstand oben hängen bleibt, und die Schiene immer weiter nach unten fällt? Demnach hätte sich meine Frage erübrigt, da die Induktionsfläche kontinuerlich zunimmt.
GvC
Verfasst am: 11. Jul 2015 01:07
Titel:
Bernd123 hat Folgendes geschrieben:
Wieso kommt es ganz genau zur konstanten Endgeschwindigkeit v?
Newton I:
Ein Körper verharrt im Zusatnd der Ruhe oder der gleichförmigen geradlinigen Bewegung, wenn keine äußeren Kräfte auf ihn wirken.
Deshalb der Ansatz in der vorliegenden Aufgabe:
Bernd123 hat Folgendes geschrieben:
Also wie und warum wirken diese Kräfte Fg und Fi gegeneinander?
Einfache Erklärung: Durch die Fallbewegung der Leiterschleife im Magnetfeld wird nach Bewegungsinduktionsgesetz in ihr eine Spannung induziert
die nach ohmschem Gesetz einen Strom in der Leiterschleife fließen lässt.
Auf einen im Magnetfeld fließenden Strom wirkt die Lorentzkraft
die nach Lenzscher Regel ihrer Ursache - hier der Fallbewegung nach unten - entgegengesetzt, also nach oben gerichtet ist.
Eine konstante Geschwindigkeit erfordert laut erstem Newtonschen Gesetz (s.o.), dass die Gesamtkraft auf die Leiterschleife Null ist. Das ist dann der Fall, wenn Gewichtskraft (nach unten) und Lorentzkraft (nach oben) betragsmäßig gleich groß sind.
Wenn Du Näheres wissen willst, musst Du Dich nochmal melden.
Bernd123
Verfasst am: 10. Jul 2015 17:52
Titel:
Nur eine Kurzfrage zum besseren Verständnis
Wieso kommt es ganz genau zur konstanten Endgeschwindigkeit v?
Also wie und warum wirken diese Kräfte Fg und Fi gegeneinander?
Hab da nur was dazu gelesen dass Fg= konstant ist (ist ja auch klar) aber Fi proportional zu v ist...
Und nochma ein Riesen Danke GvC, bist mir echt eine große Hilfe bei der Klausurvorbereitung
GvC
Verfasst am: 04. Jul 2015 14:29
Titel:
Bernd123 hat Folgendes geschrieben:
Meine Idee war es Fg=Fi zu setzen ...
Vollkommen richtig. Die zur Berechnung notwendigen Formeln und Größen sind gegeben.
mit
gegeben
und
(ist zwar nicht gegeben, das ohmsche Gesetz sollte man aber kennen)
gegeben
Rückwärts einsetzen:
Nach v auflösen:
Zahlenwerte und Einheiten einsetzen, ausrechnen, fertig.
Die Leistung im eingeschwungenen Zustand (konstante Endgeschwindigkeit) kann auf mehrere Arten bestimmt werden:
Mit der zahlenmäßig berechneten Geschwindigkeit lassen sich auch Ui und I mit den gegebenen Formeln zahlenmäßig berechnen.
Alternativ lässt sich die Leistung auch allgemein über den Energieerhaltungssatz bestimmen: In einer bestimmten Zeitspanne
verliert die Masse eine bestimmte potentielle Energie
. Die wird im Widerstand in Wärme umgesetzt
.
Energieerhaltung:
mit
Die Geschwindigkeit v wurde bereits berechnet und kann hier eingesetzt werden:
Die gegebenen Größen können jetzt samt Zahlenwert und Einheit eingesetzt werden, was (natürlich) zu demselben Ergebnis führt, wie P=Ui*I.
Bernd123
Verfasst am: 03. Jul 2015 19:12
Titel: Fallende Leiterschleife im Magnetfeld
http://i.imgur.com/A2i6Psu.jpg
Wie lautet das stationäre Gleichgewicht?
Zur konstanten Endgeschwindigkeit v kommt es ja durch die entgegenwirkende Kraft auf den stromdurchflossenen Leiter.
Meine Idee war es Fg=Fi zu setzen und nach I umzuformen aber komm genau hier nicht weiter.
Also mein Problem ist es die anderen Größen wie U, I oder v zu berechnen weil mir der Ansatz zum Kräftegleichgewicht fehlt.
Die Lösung bei meiner Idee beträgt I=8,125 , U=8.125 und v=6.8125