Magnetismus: Definition der Stromstärke

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Hallo Forum!

Es geht um folgende Aufgabe:

"Wie lässt sich mit Hilfe der Kraftwirkung auf stromdurchflossene Leiter die elektrische Stromstärke definieren?"

Also, ich kann mir darunter nur sehr wenig vorstellen, wir haben noch nichts von einer "Lorentz-Kraft", einer "Hall-Spannung", wie es in meinem Buch steht gelernt.

Wie ist die Frage denn dann zu Beantworten? Übrigens von der magnetischen Feldstärke haben wir auch noch niochts gehört...

Aber die Drei-Finger-Regel der linken Hand, die kenne ich schon...

Und I ist ja allgemein: I= delta Q durch delta t

Kann mir jemande helfen? Danke im Voraus!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Habt ihr vielleicht schon mal einen Versuch zur Kraftwirkung auf stromdurchflossene Leiter gemacht oder gesehen? Magst du mal davon erzählen?

Herbststurm · Anmeldungsdatum: 05.09.2008 Beiträge: 412 Wohnort: Freiburg i. Brsg.

selbst editiert

das war gerade die Antwort auf dermarkus seine Frage. Zu schnell smile

Möchte es nicht vorweg nehmen.

Gruß

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Nein, nicht dass ich wüßte, deshalb überrascht mich auch diese Frage....

Wir haben das letzte Mal nur einen Versuch gemacht, welcher zeigt, dass die Elektronen durch Magnetismus abgelenkt werden.

Dies haben wir mit Hilfe eineem Elektronenstrahlrohr bewiesen.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Okay, und wisst ihr auch schon, ob ein stromdurchflossener Leiter "Magnetismus" erzeugt? Kennst du dazu zum Beispiel auch schon einen Versuch?

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Ja, das haben wir bewiesen, indem sich Eisenspäne auf einer Glasplatte über einen stromdurchflossenen Leiter ausgerichtet haben.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Okay, weißt du auch schon, woraus Strom "besteht"?

Und magst du mal versuchen, all diese Ergebnisse zu verwenden, um dich damit an der Aufgabenstellung zu versuchen?

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Also Strom besteht aus bewegten Elektronen,

I= delta Q durch delta t

Ladung von N Elektronen ist ja: N*e

I= N*e durch delta t?

Aber woher weiß man die Anzahl der Elektronen? Dies gibt doch die Stromstärke indirekt an, wenn man die Formel umstellen würde...

Das wäre mein Ansatz....

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ach so, du möchtest gleich mit konkreten Formeln loslegen? Das wäre natürlich eine Möglichkeit, so etwas anzugehen, wenn du meinst, dass du auch schon für die anderen Sachen jeweils schon Formeln kennengelernt hast.

Ich hätte jetzt erst einmal daran gedacht, dass du erst mal noch gar nicht mit vielen Formeln, sondern erst mal nur in Worten versuchen könntest zu erzählen, was passieren wird, wenn zwei Leiter nebeneinander verlaufen und von Strom durchflossen werden.

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Also, was dann passiert, wenn zwei stromdurchflossene Leiter neben liegen, hat ja soweit ich weiß zuerst der gute Ampere rausgefunden:

Wenn die Ströme in die gleiche Richtung fließen, ziehen die sich an;
andersherum stoßen sie sich ab.

Mir geht es eigentlich schon um Formeln und Definitioen (vlt. so als Merksatz)...mein Ansatz habe ich ja geliefert

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Ich würde sagen, dass es da zwei Möglickeiten gibt:

1. Abstand verändern
2. Stromstärke ändern

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Was würden Sie denn zu meinem Formel-Ansatz sagen?

Ich kenne ja eigentlich nur die allgemeine Definition und den obigen Ansatz der Stromstärke

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Warum Hufeisenmagnet? War die Frage in der Aufgabenstellung nicht nach einem Versuchsaufbau mit zwei stromdurchflossenen Leitern?

Für die Definition steht man ja zum Beispiel vor einer Fragestellung wie der folgenden.

Du hast ein Strommessgerät mit dem misst du den Strom, der durch die beiden Drähte hindurchgeht. Und du willst auf die Skala deines Strommessgerätes Striche draufmachen, die ein Maß dafürsind, wieviel Strom da fließt.

Und dazu soll einer eine Definition machen, die sagt: Wenn du dein Experiment so und so (= ...) aufbaust, dann kannst du an deinem Stromknopf solange drehen, bis beim Experiment folgendes passiert und gemessen wird: (...). Und das Ergebnis dieser Messung nimmst du dann als Kenngröße für die Stromskala, die du auf dein Strommessgerät draufmalst.

Wie müsste oder könnte so eine Definition aussehen?

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Nein, mir geht es um die Kraftwirkung von einem stromdurchflossenen Leiter, welcher dieser im Magnetfeld erfährt

Und dies wissend, soll es uns möglich sein die Stromstärke zu definieren, deshalb auch mein Ansatz mit den Formeln

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Ja, daswäre ja möglich, dann würde man ja sehen, wie stark sich z.B. die beiden Leiter bei Stromdurchfluss abstoßen bzw. anziehen...

Also die Anziehungskraft, oder?...Was hat die mit der Stromstärke zu tun?

Ich glaube, dass ich da jetzt sowieso nicht mehr drauf kommen werde bis morgen...naja, ich werds ja dann morgen sehen, was richtig war

I=Q/t, mal sehen was so kommt

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich sehe gerade nicht,wo es bei dir noch hakt, denn du hast ja nun im Prinzip schon alles oder so gut wie alles beieinander und gesagt, was du für die Antwort auf diese Aufgabe brauchst.

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Versuch das mal nicht formeltechnisch. Denn die Formeln dafür kennst du ja noch nicht.

Versuch das mal lieber "experiment-technisch" smile

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Das ist ja mein Problem, ich weiß das nicht experimentell aufzubauen, deshalb hab ich mich sofort in die Formelwelt gestürzt, um morgen zumindest von der theoretischen Seite her argumentieren zu können...

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Erzähl einfach mal nur so genau, wie du es jetzt schon kannst. Was baust du für das Experiment auf, und was misst du, ... ?

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

1. Einen stromdurchflossenen Leiter
2. ein Magnetfeld, Hufeisenmagnet

eig. so wie das erste Bild hier:

http://exbook.de/20050605-kraft-auf-stromdurchflossenen-leitern-im-magnetfeld-der-elektromotor/

würde ich sagen...

Ja, dann wie gesagt die Zeit des Ausschlagen des Leiters messen...aber woher hab ich die Ladung?

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Gut, jetzt ists auch schon später geworden, morgen müßte ich eigentlich etwas vorlegen:

Ich bleib dann mal bei I= (N*e)/t

Vielleicht können Sie mir nun die richtige Lösung sagen, gar nicht die Herleitung, die würde ich mir dann überlegen, aber so ähnlich wie im Lösungsbuch, wenn gar nichts mehr geht, dann kann man sich ja an der Lsg entlanghangeln und dann verstht man meist auch ganz schnell wie es geht. Ich schaue morgen früh noch mal schnell, vor der Schule, vorbei.

Vielen Dank bis hierhin!

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

Ich wäre den Weg über Lorentzkraft -> Magnetische Flussdichte gegangen. Da du ja aber wie du selbst sagtest, noch nichts dergleichen gemacht hast - Hmm.
Vielleicht sollst du aber gerade deswegen diesen "Vortrag" halten?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Ja, deshalb frage ich ja im Forum, wie das zu formulieren sein könnte...ich hab ja schon einiges in den Raum geworfen, das ich ja weiß, aber bei mir hakt es leider bei der exakten Definition...da komme ich wirklich nicht weiter...heute war der lehrer nicht da, also hab ich unverhofft noch einen tag mehr zeit...

Ich wiederhole es nochmal, ich sehe noch nicht mal ein Bezug zwischen Kraft zw. Leiter und Magnetfeld und der Stromstärke...

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Was würdest du denn sagen oder vermuten, was im Experiment passiert? Ändert sich die gemessene Kraft, wenn man die Stromstärke durch die Drähte ändert?

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Ja, weil ja dann auch die Stärke des Magnetfeldes um den Leiter zunimmt.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Prima

Magst du diesen Gedanken mal zu einer kompletten Gedankenkette ausbauen? Über welche Schritte kommt es von dem Strom durch die stromdurchflossenen Leiter am Ende zu der Kraft zwischen den beiden stromdurchfossenen Leitern?

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hm, du scheint zu hoffen, dass ich dir irgendwann eine fertige Definition hinschreibe und dir dadurch die Arbeit abnehme, deine Aufgabe selbst zu lösen.

Ich habe aber versucht, dir dabei zu helfen, selbst darauf zu kommen, so eine Definition zu formulieren.

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Vielleicht noch ein Tipp, was so eine Definition können muss: Das soll eine Versuchsanleitung sein, mit der jemand anderes, der diese Versuchsanleitung liest und befolgt, einen Strom einstellen kann, der genauso groß ist wie der, den du in deiner eigenen Versuchsanordnung fließen hast lassen. Laut Aufgabenstellung soll dieser andere als entscheidendes Hilfsmittel einen Kraftmesser verwenden.

Wenn du in die Definition nur reinschreibst, dass du da einen Magneten dafür nehmen möchtest, dann wird der andere eben irgendeinen Magneten nehmen. Ob dessen Wirkung auf den stromdurchflossenen Leiter dann gleich stark ist, selbst wenn der Strom durch den Leiter derselbe sein sollte, ist dann reine Glückssache und bestimmt noch nicht durch deinen bisherigen Definitionsversuch sichergestellt.

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hm, was glaubst du, warum ich dir inzwischen schon mal den Tipp gegeben habe, dass du das anstatt mit einem Magneten und einem Draht lieber mit zwei Drähten versuchen könntest? Augenzwinkern

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Okay, zwei Drähte:

Ich köntte höchstens aussagen, dass sich Kraft und Stomstärke prop zueinander verhalten, aber mehr kann man doch nicht sagen, also mir fällt da nichts mehr zu ein