Physikerboard.de :: Thema-Überblick - Fragen zum Magnetischen Fluss & induzierter Spannung

Nescio · Verfasst am: 28. März 2019 18:20 Titel:

Faraday war der Erste der die elektromagnetische Induktion experimentell nachgewiesen hat. Maxwell hat die Beobachtungen aus diesen Experimenten dann in eine mathematische Form gegossen.
Die Maxwellschen Gleichungen sind das Resultat unzähliger Beobachtungen und nicht das Resultat einer strengen mathematischen Herleitung.

Um die Induktionsspannung zu berechnen, muss man die Lorentzkraft

entlang des Weges des gesamten Stromkreises aufintegrieren (Arbeit ist Kraft mal Weg).

Zusammen mit der Maxwellgleichung (häufig ebenfalls Induktionsgesetz genannt)

kann daraus das Induktionsgesetz in der Form

hergeleitet werden.

GvC · Verfasst am: 28. März 2019 15:24 Titel:

frighter · Verfasst am: 28. März 2019 14:26 Titel:

Hi,

erstmal danke für die Antworten. Folgendes:

1. Die Naturwissenschaft arbeitet grundsätzlich auch immer darauf hin, die Ursachen hinter "physikalischen Grundgesetzen" zu verstehen. Ich bin mir auch ziemlich sicher, dass es zu dem von mir dargelegten Fall auch schon anschauliche Erklärungen, wenn nicht zumindest vernünftig-objektive Erklärungsversuche gibt. Natürlich will ich dir diese Bürde aber hier nicht aufladen! Solches Wissen haben dann grundsätzlich Personen die sich intensiv mit diesem bestimmten Bereich auseinander setzen & generell darin forschen.

2. Danke für die Korrektur, habe die Gleichung verbessert. Das die Gleichung mir für sin(0)=0 ausgibt, ist mir natürlich klar. Das ist dann aber auch zumindest nicht die detaillierte physikalische Erklärung für den Sachverhalt.

Naja, nicht weiter tragisch. Vielleicht meldet sich ja noch ein Erleuchteter zu dem Thema. Ansonsten auch gut, zumindest wurde es für den Anfang jetzt mal diskutiert.

LG

GvC

Zu 1.
Die Frage nach dem "Warum" physikalischer Grundgesetze kann die Physik nicht beantworten. Sie beschreibt nur das, was beobachtet wird.

Zu 2.
Wenn die Fläche senkrecht zum Magnetfeld liegt, liegt ihr Vektor

parallel zum Vektor

des magnetischen Feldes, d.h. der Winkel zwischen beiden Vektoren ist null. Der Sinus von 0° ist null. Da die induzierte Spannung proportional zum Sinus ist, ist sie also ebenfalls null.

Übrigens: Der B-Vektor nach dem letzten Gleichheitszeichen ist nicht richtig, denn die Spannung ist kein Vektor. Hier muss der Betrag von B stehen.

frighter

Meine Frage:
Hi.

Für folgende Darstellung & Fragen wird vor allem die Beschreibung unter diesem Link heran gezogen:
http://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/mathematisch-naturwissenschaftliche-faecher/physik/unterrichtsmaterialien/e_lehre_2/induktion/spannung_drehspule.htm

1. Für den magnetischen Fluss gilt

, mit B: magn. Flussdichtenvektor, A: durchströmte Fläche

2. Für eine induzierte Spannung innerhalb eines Leiters in einem Magnetfeld gilt

Ist B konstant und der induzierte Strom wird durch eine Flächenänderung hervor gerufen, gilt:

, mit A0: Fläche innerhalb Leiterschleife wenn Leiterschleife völlig senkrecht zum Magnetfeld

Meine Fragen hierzu sind:
1. Bei der Berechnung der induzierten Spannung in einer Leiterschleife wird für die Fläche bzw. Flächenänderung die Fläche innerhalb der Leiterschleife heran gezogen - siehe Link oben.

Warum wird hier die gesamte Fläche innerhalb der Leiterschleife betrachtet und nicht nur die Fläche des Leiters? Was ist die Erklärung dafür?

2. In oben genanntem Link wird unter 1.2.1 erklärt, dass der Wechselstrom innerhalb des Leiters genau dann 0 ist wenn die Leiterschleife exakt senkrecht zum Magnetfeld liegt. Meine Frage ist warum passiert das aus physikalischer (elektrotechnischer) Sicht, sprich was ist die physikalische Begründung dafür?

LG

Meine Ideen:
Zu 1. Keine Ahnung.

Zu 2. Ist es weil zu diesem Zeitpunkt die Bewegung der Leiterschleife keinen senkrechten Anteil zur Magnetfeldrichtung hat?

LG