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Icewind
Anmeldungsdatum: 16.01.2005
Beiträge: 121
Wohnort: Oberbayern
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 Icewind Verfasst am: 25. Apr 2008 17:00 Titel: geschlossene Leiterschleife im magn. Feld |
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Hi
Ich hab eine Verständnisfrage zu einem geschlossenen Leiterkreis im homogenen magnetischen Feld.
Er wird entlang der Achse so gedreht, wie es der Pfeil zeigt. In welche Richtung fließt der Strom im Leiterkreis bei der ersten Vierteldrehung?
meine gedanken:
-Der Strom will die Bewegung bremsen, da Lenz dagegen wirkt.
aber irgendwie schaff ichs nicht, weiter zu denken, weil sich meiner meinung nach doch die kräfte aufheben, da im linken strang der strom andersrum fließt wie im rechten strang? (einmal nach oben, einmal nach unten)
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 25. Apr 2008 18:16 Titel: |
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Magst du einfach mal das, was du dir bisher gedacht hast, noch ausführlicher aufschreiben?
Denn ich vermute, dann sehen wir am leichtesten, ob und wo sich da tatsächlich etwas aufhebt, oder was genau da zum Beispiel bremsend wirkt 
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Icewind
Anmeldungsdatum: 16.01.2005
Beiträge: 121
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| Icewind Verfasst am: 27. Apr 2008 21:28 Titel: |
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sorry, hab nicht geantwortet, weil ich keinen PC zur Verfügung hatte die letzte Zeit. Aaaaaaalso, jetz habich mal überlegt und da zum Zeitpunkt der Zeichnung die Schleife ganz vom magn.Feld durchsetzt wird, wird ja keine U induziert, also fließt auch kein Strom.
Jetzt habich einfach mal die UVW der rechten Hand gemacht, aber das funktioniert in der Stellung der Zeichnung ned so recht, also habich mir das ganze nach einer Vierteldrehung gedacht:
-der dann "hintere" senkrechte Strang bewegt sich nach links, magn.Feld nach hinten --> Strom nach unten
-der dann "vordere" senkrechte Strang bewegt sich nach rechts, magn.Feld nach hinten --> Strom nach oben
ergo: wenn ich dann die schleife gedanklich auf der Ausgangsposi betrachte, fließt der Strom links nach oben, rechts nach unten, also insgesamt im Uhrzeigersinn.
das wäre schonmal meine antwort, nur is mir da jetzt was aufgefallen: d.h. doch jetzt, dass von der Spule auch ein magn. Feld erzeugt wird, dass (Ausgangsposition betrachtet) den Nordpol in der Ebene hat und den Südpol vor der Ebene. das schon anliegende äußere magn.Feld ist genau andersrum gepolt, da die Feldlinien ja in die Ebene hineingehn und immer von Nord nach Süd verlaufen. aber sollte nicht am Nordpol ein "gegen"Nordpol induziert werden, um die Bewegung zu bremsen? (hoffe, man kapiert meinen letzten Gedankengang)
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 28. Apr 2008 01:57 Titel: |
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Da sehe ich schon mal drei gute mögliche Wege zum Ziel, von denen du glaube ich alle drei schon mindestens ein bisschen angedacht hast:
| Icewind hat Folgendes geschrieben: | da zum Zeitpunkt der Zeichnung die Schleife ganz vom magn.Feld durchsetzt wird, wird ja keine U induziert, also fließt auch kein Strom.
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Magst du mal noch genauer sagen, was du dir da überlegt hast ud worauf du dich dabei genau stützst?
Denn dafür, ob eine Spannung induziert wird oder nicht, ist ja nicht direkt die Tatsache relevant, wie vollständig die Spule vom Magnetfeld durchsetzt wird, sondern zunächst mal noch direkter, ob und wie sich der magnetische Fluss durch die Spule ändert.
1. Möglichkeit: Kannst du aus der Änderung des magnetischen Flusses während der ersten Vierteldrehung die Richtung der dabei induzierten Kreisspannung und damit die Richtung des fließenden Induktionsstromes bestimmen?
2. Möglichkeit: Kraft auf die bewegten Ladungen in den bewegten Leiterstücken:
| Zitat: |
Jetzt habich einfach mal die UVW der rechten Hand gemacht, aber das funktioniert in der Stellung der Zeichnung ned so recht, also habich mir das ganze nach einer Vierteldrehung gedacht:
-der dann "hintere" senkrechte Strang bewegt sich nach links, magn.Feld nach hinten --> Strom nach unten
-der dann "vordere" senkrechte Strang bewegt sich nach rechts, magn.Feld nach hinten --> Strom nach oben
ergo: wenn ich dann die schleife gedanklich auf der Ausgangsposi betrachte, fließt der Strom links nach oben, rechts nach unten, also insgesamt im Uhrzeigersinn.
das wäre schonmal meine antwort,
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Ich würde dabei vorschlagen, du machst das weder in der Position ganz am Anfang der Vierteldrehung noch für die Position ganz am Ende der Vierteldrehung, sondern vielleicht am sichersten (um am sichersten Denkfehler zu vermeiden, die sich aus ungeschickt gewählten Positionen ergeben könnten) für eine Position etwa in der Mitte der Vierteldrehung, also nach ca. einer Achteldrehung. Zu welchem Ergebnis kommst du dann dabei mit dieser Überlegung?
3. Möglichkeit: Man stellt sich die Spule, durch die der Induktionsstrom fließt, als Magneten vor, und überlegt sich, in welche Richtung sich dieser Magnet im äußeren Magnetfeld drehen möchte. Also in etwa so etwas:
| Zitat: |
nur is mir da jetzt was aufgefallen: d.h. doch jetzt, dass von der Spule auch ein magn. Feld erzeugt wird, dass (Ausgangsposition betrachtet) den Nordpol in der Ebene hat und den Südpol vor der Ebene. das schon anliegende äußere magn.Feld ist genau andersrum gepolt, da die Feldlinien ja in die Ebene hineingehn und immer von Nord nach Süd verlaufen. aber sollte nicht am Nordpol ein "gegen"Nordpol induziert werden, um die Bewegung zu bremsen? (hoffe, man kapiert meinen letzten Gedankengang) |
Magst du das am besten mal in einer Skizze aufmalen? Dann wird der Gedankengang sicher noch etwas klarer.
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Icewind
Anmeldungsdatum: 16.01.2005
Beiträge: 121
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| Icewind Verfasst am: 28. Apr 2008 08:32 Titel: |
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Die Fläche ändert sich ja (bei sehr kleiner Zeitbetrachtung) fast gar nicht kurz vor und kurz nachdem sie völlig senkrecht zum magn.Feld steht, deshalb wird da auch keine bzw. fast keine U induziert. der magn. Fluss ändert sich zb mit sinus und für die U brauch ich ja die ableitung, was dann ja der cosinus ist, daran sieht man ja die 90° verschiebung.
zu 1. der magn. Fluss nimmt ab, also nimmt die U zu, und zwar so, dass sie der ursache (bewegung) entgegenwirkt.
ich hab mir jetz mal ne skizze nach ner achteldrehung gezeichnet und eigentlich wird die bewegung ja gebremst, wenn am südpol des äußeren feldes ein nordpol induziert wird (und am n. ein s.), weil sich dann die schleife ja zurückbewegen würde/will, da sich ungleiche pole anziehn.
zu 2. habich jetz irgendwie schon in 1. eingebaut. aber wie würde ich die hand-regel anwenden, wenn die 3 dinge für uvw nicht im rechten winkel aufeinander stehen. (darf ich dann einfach meine finger verbiegen  )
zu 3. is ja wieder 1. bei mir 
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 28. Apr 2008 12:45 Titel: |
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| Icewind hat Folgendes geschrieben: | Die Fläche ändert sich ja (bei sehr kleiner Zeitbetrachtung) fast gar nicht kurz vor und kurz nachdem sie völlig senkrecht zum magn.Feld steht, deshalb wird da auch keine bzw. fast keine U induziert. der magn. Fluss ändert sich zb mit sinus und für die U brauch ich ja die ableitung, was dann ja der cosinus ist, daran sieht man ja die 90° verschiebung.
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Deshalb meinte ich oben, dass es nicht so praktisch ist, diesen Zeitpunkt zu betrachten, und halte einen späteren Zeitpunkt, zum Beispiel den nach einer Achteldrehung, für besser geeignet und eindeutiger für das Bestimmen der Richtungen.
| Zitat: |
zu 1. der magn. Fluss nimmt ab, also nimmt die U zu,
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Vorsicht, mit dieser Folgerung bin ich noch gar nicht einverstanden:
* Schau noch mal in die Formel für die Induktionsspannung: Die ist gar nicht proportional zum magnetischen Fluss, sondern vielmehr proportional zu dessen zeitlicher Änderung.
* Eine Aussage wie "Die Spannung nimmt zu" trägt noch keinen Sinn, solange man nicht dazusagt, in welcher Richtung man sie als positiv definieren will.
| Zitat: |
zu 2. wie würde ich die hand-regel anwenden, wenn die 3 dinge für uvw nicht im rechten winkel aufeinander stehen. (darf ich dann einfach meine finger verbiegen )
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Wenn die Bewegungsrichtung nicht senkrecht auf dem Magnetfeld steht, dann lässt du den Finger für die Bewegungsrichtung nicht in Bewegungsrichtung, sondern in Richtung der Komponente der Bewegungsrichtung, die senkrecht auf dem Magnetfed steht, zeigen.
| Zitat: |
zu 3.
ich hab mir jetz mal ne skizze nach ner achteldrehung gezeichnet und eigentlich wird die bewegung ja gebremst, wenn am südpol des äußeren feldes ein nordpol induziert wird (und am n. ein s.), weil sich dann die schleife ja zurückbewegen würde/will, da sich ungleiche pole anziehn.
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Einverstanden Magst du diese Skizze am besten mal hier reinstellen?
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Icewind
Anmeldungsdatum: 16.01.2005
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 29. Apr 2008 01:12 Titel: |
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Die Skizze sieht schon mal ganz gut aus
Magst du noch dazusagen, was genau du mit I und dem Pfeil dabei meinst?
Und was die beiden gekrümmten Pfeile darstellen?
Hast du mit dem schwarzen N und dem schwarzen S nicht schon das komplette Magnetfeld der gesamten Leiterschleife eingezeichnet (das diese mit ihrem Induktionsstrom erzeugt?)
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Icewind
Anmeldungsdatum: 16.01.2005
Beiträge: 121
Wohnort: Oberbayern
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| Icewind Verfasst am: 01. Mai 2008 15:23 Titel: |
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Strom I mit Pfeil: die techn. Stromrichtung des auf der Skizze beobachtbaren oberen Strangs der rot gezeichneten Leiterschleife
gekrümmte pfeile: Magnetfeldrichtung um ddie rot gezeichnete Leiterschleife (halt wieder nur vom oberen strang)
schwarzes N und S: ja, das ist das gesamte Magnetfeld der Leiterschleife
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 07. Mai 2008 15:48 Titel: |
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Okay, einverstanden, damit hast du dir das ganze auf dem Weg 3.) schon erfolgreich klargemacht
Solltest du mal Lust haben, auch die Wege 1. und 2. dementsprechend zu gehen, dann versuch dich gerne auch daran und sag nochmal bescheid, wenn du noch Tipps dazu brauchen kannst
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