Warum und wie kommt ein elektrisches Wirbelfeld zu Stande?

Orpheus · Anmeldungsdatum: 06.05.2007 Beiträge: 35

Hallo,
also wie Induktion durch Verschieben des Leiters geschieht kann ich mir vorstellen, aber wie sie durch Änderung des Magnetfelds passiert, dafür habe ich noch keine Erklärung gefunden. Die Elektronen ruhen schließlich, wie werden sie dann durch Magnetfeldlinien bewegt, so dass eine Ladungstrennung und somit eine Induktionsspannung entsteht?
Wieso ordnen sie sich in Wirbelfeldern an? Hilfe

THX!!

gruß
orpheus

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

Hi Orpheus,

kennst Du das Induktionsgesetz?
Ansage

wobei

ist.
Das bedeutet, daß eine Flußänderung entweder durch Änderung des B-Feldes und/oder durch Änderung der Fläche A, durch die das B-Feld hindurchtritt, bewirkt wird.

Weiterhin gilt:

Stichwort: Maxwell'sche Gleichungen

Gruß erkü

Orpheus · Anmeldungsdatum: 06.05.2007 Beiträge: 35

Hallo,
danke für deine Antwort, aber wie lässt sich das ganze ohne Formeln, also von der Logik her erklären?

Gruß

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

Hi Orpheus,

mit der Logik überhaupt nicht bzw. ganz selten.
Die Physik ist eine Erfahrungswissenschaft, die ihre Ergebnisse aus Experimenten bezieht. Man kann zwar irgendwelche Hypothesen aufstellen, die aber durch Experimente verifiziert werden müssen, um den Status einer anerkannten Theorie zu erhalten.

So haben die Altvorderen herum experimentiert, aus den Ergebnissen ihre Schlüsse gezogen und das Ganze in mathematischen Formeln zusammengefaßt. Mit diesen Formeln können Berechnungen angestellt werden und die Rechenergebnisse an entsprechenden Experimenten überprüft werden.

Gruß erkü

Xeal · Anmeldungsdatum: 29.05.2007 Beiträge: 243

Ich vermute Orpheus hat das Falsche Wort verwendet. Ich schätze er sucht nach einer Modellvorstellung, die das Zustandekommen der Wirbel erklärt.

Orpheus · Anmeldungsdatum: 06.05.2007 Beiträge: 35

Hi,
also stimmt Logik war wohl das falsche Wort. Wie erkü erklärt hat ist da mit Logik nicht viel zu machen. Aber ja stimmt ich suche nach einer Modellvorstellung, denn in allen Büchern in denen ich bisher gesucht habe stand nur, dass Wirbelfelder zu Stande kommen, aber nicht wie und warum?

Vielen Dank für eure Antworten!

Gruß

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

Hi,

also Modellvorstellung:

Beispiel Spule, die von einem Gleichstrom durchflossen wird. Dieser Strom erzeugt ein Magnetfeld, dessen Feldlinien in sich geschlossen sind. Es gibt keine magnetischen Ladungen, in denen die Feldlinien entspringen oder enden würden, wie es im elektrischen Feld mit seinen Ladungen Q der Fall ist.
Das ist ein wesentlicher Unterschied!

Die magnetischen Feldlinien umschließen die stromführenden Leiter wie ein Kettenglied das andere. Deshalb spricht man auch von einer Verkettung vom Strom und magnetischem Feld.

Wenn sich nun das magnetische Feld zeitlich ändert (z.B. Wechselstrom durch die Spule) ergibt sich nach dem Induktionsgesetz eine Wechselspannung, die auch außerhalb der Spule ein E-Feld erzeugt. Außerhalb der Spule sind aber keine Ladungen (z.B. Elektronen) vorhanden, in denen die E-Feldlinien entspringen oder enden könnten. Es bleibt ihnen "nichts anderes übrig", sich als geschlossene Linien um die Feldlinien des Magnetfeldes zu schlingen. Also wiederum eine Verkettung usw. usw. Es entsteht eine elektromagnetische Welle, die sich im Raum ausbreitet.

Gruß erkü

Orpheus · Anmeldungsdatum: 06.05.2007 Beiträge: 35

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Vielleicht klingt eine noch radikalere Formulierung desselben Sachverhaltes noch einleuchtender ("logischer") für dich als Antwort auf deine "warum"-Frage:

Weil elektrisches und magnetisches Feld viel enger miteinander verknüpft sind, als man das vielleicht auf den ersten Blick vermuten würde.

Du weißt, dass dein stromdurchflossener Leiter (also bewegte Ladungen, also bewegte elektrische Felder) ein magnetisches Feld erzeugen, das kreisförmig um diesen Leiter herum verläuft.

Radikaler ausgedrückt:

Bewegte elektrische Felder sind nicht anderes als magnetische Wirbelfelder!

Und du weißt, dass ein sich veränderndes Magnetfeld in einer Spule eine Spannung induziert, also ein elektrisches Feld, das kreisförmig um die Richtung des Magnetfeldes, das sich ändert, herumläuft.

Radikaler ausgedrückt:

Ein Magnetfeld, das seine Stärke ändert, ist nichts anderes als ein elektrisches Wirbelfeld!

Wenn diese radikale Folgerung aus den experimentellen Beobachtungen ein bisschen verdaut ist, merkt man leicht, warum die beiden Sachen "E-Feld" und "B-Feld" eigentlich nur zwei verschiedene Seiten einer einzigen Sache sind, die man als "Elektromagnetismus" bezeichnet.

Und warum es sogenannte elektromagnetische Wellen gibt (in denen immer sowohl E-Feld als auch B-Feld enthalten ist), und warum man in der Relativitätstheorie das E-Feld und das B-Feld in einer einzigen Größe, dem sogenannten Feldstärkentensor, zusammenfasst.