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Lenz'sche Regel...
 
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Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 25. Feb 2009 12:14    Titel: Lenz'sche Regel... Antworten mit Zitat

hallo zusammen,
alsooo...
ich bins mal wieder mit meinen problemchen Hilfe
ich schreibe am freitag meine nächste physikklausur und
habe eigentlich soweit alles verstanden.
wenn da dieses wörtchen "soweit" nicht wäre...
denn eine frage habe ich.
und zwar:

wieso wird ein magnet , der durch eine Spule bzw. ein kupferrohr fällt überhaupt abgebremst???
er dürfte doch nur abgebremst werden, wenn man die spule kurzschließt,oder???

denn für die bremsung des magneten ist doch das entgegengesetzt gerichtete magnetfeld verantwortlich welches durch den induktionsstrom fließt. aber wenn man die spule nicht kurzschließt ,sondern die enden offen sind,dann kann doch garkein strom fließen. es kann doch dann lediglich eine induktionsspannung festgestellt werden.

kann mir bitte jemand helfen???
es ist dringend bis freitag
vielen lieben dank Mit Zunge
xkris



Anmeldungsdatum: 06.10.2005
Beiträge: 281
Wohnort: LÜbeck

Beitrag xkris Verfasst am: 25. Feb 2009 13:03    Titel: Re: Lenz'sche Regel... Antworten mit Zitat

Ricky hat Folgendes geschrieben:

es ist dringend bis freitag
vielen lieben dank Mit Zunge


Bei dir ist es immer dringend und irgendwie stellst du immer die gleichen Fragen. Und irgendwie scheint es so zu sein, dass ihr jede Woche eine Physikklausur schreibt. Komische Schule grübelnd

Der Magnet erzeugt beim Fallen ein sich zeitlich veränderndes Magnetfeld, dadurch werden Wirbelströme induziert die aufgrund des Ohmschen Widerstandes des Kupferrohrs Wärme erzeugen. Die Energie für diese Wärme muss irgendwo herkommen. Und woher? Richtig, sie wird der kinetischen Energie des fallenenden Magneten entzogen. Deswegen wird er langsmer. Ob das Magnetfeld, welches durch die Wirbelströme erzeugt wird dem äußeren Magnetfeld entgegengerichtet ist oder nicht, läßt sich so pauschal nicht sagen.
Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 25. Feb 2009 15:40    Titel: Antworten mit Zitat

ja aber genau das ist es ja was ich nicht verstehe.
du schreibst ,dass durch das zeitlich verändernde Magnetfeld
Wirbelströme induziert werden.
aber es können doch nicht einfach so ströme entstehen,oder?
ich habe das bisher immer so gedacht:

durch ein sich zeitlich änderndes magnetfeld wird, durch die Lorentzkraft welche auf die elektronen wirkt, eine Spannung induziert.

So und wenn nun noch zusätzlich z.B die Spule durch die der Magnet fällt kurz geschlossen (also an den enden leitend verbunden) wird, dann entsteht ein induzierter strom. und dieser ist wiederum von einem magnetfeld umgeben.

aber wie soll den allein durch das fallen des magenten ein strom induziert werden?
vielen dank schonmal:tongue:
bottom



Anmeldungsdatum: 04.02.2009
Beiträge: 333
Wohnort: Kiel

Beitrag bottom Verfasst am: 25. Feb 2009 16:16    Titel: Antworten mit Zitat

durch den fallenden magneten ändert sich die flussdichte in dem raumgebiet durch dass der magnet fällt, d.h. in diesem raum enthaltene Ladungen (beispielsweise elektronen) erfahren die lorentzkraft, sie werden also beschleunigt. egal ob die spule kurzgeschlossen ist oder nicht, wird ein strom induziert. es gibt allerdings einen unterschied:
ist die spule kurzgeschlossen, so fließen die elektronen so lange im kreis, wie sich das b feld ändert. ist die spule hingegen offen, so werden die ladungen getrennt und es entsteht ein e feld was der lorentzkraft entgegenwirkt. sobald beide kräfte gleich groß sind sollte kein strom mehr fließen.
ich bin nicht zu 100% sich das das so komplett richtig ist, war aber das erste was mir zu deinem problem so spontan eingefallen ist smile

gruß bottom
xkris



Anmeldungsdatum: 06.10.2005
Beiträge: 281
Wohnort: LÜbeck

Beitrag xkris Verfasst am: 25. Feb 2009 16:36    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
dass durch das zeitlich verändernde Magnetfeld
Wirbelströme induziert werden.
aber es können doch nicht einfach so ströme entstehen,oder?


Doch. Das sich zeitlich verändernde Magnetfeld erzeugt ein elektrisches Feld und wenn sich zufällig Ladungsträger in diesem Feld befinden (z.B die Elektronen im Kupfer) und ein geschlossener Strompfad existiert dann fliesst auch ein Strom.

Zitat:
ich habe das bisher immer so gedacht:

durch ein sich zeitlich änderndes magnetfeld wird, durch die Lorentzkraft welche auf die elektronen wirkt, eine Spannung induziert.

Über die Lorentzkraft zu argumentieren ist hier schwierg da die Lorentzkraft per Definition als Kraftwirkung auf bewegte elektrische Ladung definiert ist. In deinem Kupferrohr bewegt sich zunächst aber nix.


Zitat:
So und wenn nun noch zusätzlich z.B die Spule durch die der Magnet fällt kurz geschlossen (also an den enden leitend verbunden) wird, dann entsteht ein induzierter strom. und dieser ist wiederum von einem magnetfeld umgeben.


Da hast du prinzipiell recht, würd ich sagen. Es ist aber auch denkbar, dass das Magnetfeld, welches den Querschnitt des Drahtes, aus dem die Spule gwickelt ist, inhomogen ist oder, vereinfacht gesprochen; dass sich ein Teil des Drahtquerschnitts außerhalb des Magnetfeldes befindet. Dann hätte der Strom einen Rückflusspfad und würde fliessen, nämlich als Wirbelstrom.
Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 25. Feb 2009 16:42    Titel: Antworten mit Zitat

vielen dank erst einmal
aber das vesteh ich immer noch nicht,
denn wenn die spule offen ist ,dann ist doch eine
lücke vorhanden und dann ist das doch so art hindernis
für die elektronen.
und wenn man sich das bildlich vorstellt,dann fließen die elektronen
im kreis ,bis sie eben auf diese lücke stoßen. und die können diese
lücke ja nicht überwinden und dann können sie ja auch nicht wie in
einem strom im kreis fließen???? aber wie wird dann trotz offenen enden strom induziert??

oder hab ich einen denkfehler muss ich mir das so vorstellen,dass wenn ein magnet jetzt z.B durch ein kupferrohr fällt, dann werden ja auch wirbelströme induziert. kann es sein ,dass man sich das so vorstellen muss ,dass diese wirbelströme in der wand des kupferrohres induziert werden? denn dann könnte ja ein wirbelstrom im kreis fließen denn die wand ist ja nicht unterbrochen sondern bietet ja einen geschloßenen kreis?
xkris



Anmeldungsdatum: 06.10.2005
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Beitrag xkris Verfasst am: 25. Feb 2009 17:11    Titel: Antworten mit Zitat

Von Wirbelströmen spricht man eher, wenn die man großflächige elektrisch leitende Flächen bzw. Körper hat. Dann kann sich der Strom quasi "aussuchen" wo er lang fliesst und dann wird er den für ihn niederohmigsten Weg nehmen, und das sind dann halt oft wirbelähnliche Strompfade.

Wenn du nur eine Leiterschleife hast, dann wird der Strom natürlich den Leiter entlang fliessen, vorausgesetzt, die Schleife ist geschlossen!

Zitat:
denn wenn die spule offen ist ,dann ist doch eine
lücke vorhanden und dann ist das doch so art hindernis
für die elektronen.


Ja, das stimmt schon. Ich meinte, wenn der Drahtquerschnitt groß genug ist und könnten lokal Wirbelströme entstehen, natürlich nicht durch den gesamten Spulendraht, da dieser wie du erkannt hast nicht geschlossen ist.
Ricky



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Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 25. Feb 2009 17:44    Titel: Antworten mit Zitat

oh man eigentlich dachte ich ,dass ich den stoff jetzt im griff
hätte aber anscheinend nicht...
also kann mir jemand jetzt nochmal genau sagen ,wie das mit der magnetische flussänderung ,der induzierten spannung bzw. dem induzierten strom und der lenz'schen regel ist???
entsteht jetzt also wirklich immer ein induktionsstrom auch bei offenen enden? und entsteht dieser strom nur bei der magnetischen flußänderung oder auch wenn man eine leiterschleife durch ein magnetfeld bewegt?
xkris



Anmeldungsdatum: 06.10.2005
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Beitrag xkris Verfasst am: 25. Feb 2009 17:55    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
also kann mir jemand jetzt nochmal genau sagen ,wie das mit der magnetische flussänderung ,der induzierten spannung bzw. dem induzierten strom und der lenz'schen regel ist???
entsteht jetzt also wirklich immer ein induktionsstrom auch bei offenen enden? und entsteht dieser strom nur bei der magnetischen flußänderung oder auch wenn man eine leiterschleife durch ein magnetfeld bewegt?


Das kannst du in jedem Physikbuch nachlesen bzw. gibts dazu massenhaft Material im Netz mit Animationen und allem was das Herz begehrt.




Zitat:
entsteht jetzt also wirklich immer ein induktionsstrom auch bei offenen enden?

Hat das jemand behauptet?
Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 25. Feb 2009 18:12    Titel: Antworten mit Zitat

ich hab wirklich schon ins buch geschaut und da ist alles so kompliziert erklärt.
ich dachte hier könnte mir das jemand verständlicher erklären.
und ich weiss ,dass ihr euch hier viel mühe macht leuten zu helfen.
vielen dank schonmal dafür.
aber kann mir bitte jemand helfen denn das was ich nicht verstehe ist wann entsteht nur eine induktionsspannung und wann zusätzlich noch induktionsstrom?
xkris



Anmeldungsdatum: 06.10.2005
Beiträge: 281
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Beitrag xkris Verfasst am: 25. Feb 2009 18:58    Titel: Antworten mit Zitat

Ricky hat Folgendes geschrieben:
aber kann mir bitte jemand helfen denn das was ich nicht verstehe ist wann entsteht nur eine induktionsspannung ...


Wenn sich aus Sicht eines Ladungsträgers ein Magnetfeld in dem sich dieser Ladungsträger befindet, zeitlich verändert.

Dies tritt auf wenn:

1. wenn sich der ladungsträger relativ zu einem magnetfeld bewegt

2. wenn sich ein magnetfeld relativ zum ladungsträger bewegt (was das gleiche ist, nur ein frage der perspektive)

3. wenn sich das Magnettfeld zeitlich verändert, z.B. weil es periodisch angeregt wird

Punkt 1 und 2 lässt sich mit Hilfe der Lorentzkraft erklären, Punkt 3 über den magnetischen Fluss.

Ein Strom fliesst immer dann wenn:

A) eine Spannungsquelle vorhanden ist (egal ob nun eine Batterie, oder eine durch Induktion erzeugte Spannungsquelle, in diesem Fall nennt man den Strom "Induktionsstrom")

und

B) ein geschlossener Stromkreis vorliegt. Das muss nicht zwingend ein Stromkreis mit Leitungen sein, so wie man sich das klassischerweise vorstellt. Das kann auch ein Würfel aus Kupfer sein. Dieser Würfel beinhaltet unendlich viele kleine geschlossenen Stromkreise.
Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 25. Feb 2009 19:17    Titel: Antworten mit Zitat

ok vielen dank das hat mir schon sehr geholfen.
also ist das nach deinem beispiel mit dem würfel
auch so bei dem kupferrohr zu verstehen?
also wenn dort ein magnet durchfällt wird in der rohrwand
eine induktionsstrom erzeugt, da dort der strom ja ununterbrochen
und kreisförmig fließen kann,richtig?
Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 25. Feb 2009 19:57    Titel: Antworten mit Zitat

nur im prinzip ist es doch dann so, dass eine Induktionsspannung
immer mit dem Entstehen eines Induktionsstromes zusammenhängt,oder?
denn du hast ja geschrieben ein strom fließt, wenn durch Induktion eine Spannungsquelle erzeugt wird.???
vielen dank schonmal:tongue:
xkris



Anmeldungsdatum: 06.10.2005
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Beitrag xkris Verfasst am: 25. Feb 2009 20:15    Titel: Antworten mit Zitat

Ricky hat Folgendes geschrieben:
ok vielen dank das hat mir schon sehr geholfen.
also ist das nach deinem beispiel mit dem würfel
auch so bei dem kupferrohr zu verstehen?
also wenn dort ein magnet durchfällt wird in der rohrwand
eine induktionsstrom erzeugt, da dort der strom ja ununterbrochen
und kreisförmig fließen kann,richtig?


ja, ist zwar eine vereinfachung aber prinzipiell stimmts
xkris



Anmeldungsdatum: 06.10.2005
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Wohnort: LÜbeck

Beitrag xkris Verfasst am: 25. Feb 2009 20:16    Titel: Antworten mit Zitat

Ricky hat Folgendes geschrieben:
nur im prinzip ist es doch dann so, dass eine Induktionsspannung
immer mit dem Entstehen eines Induktionsstromes zusammenhängt,oder?
denn du hast ja geschrieben ein strom fließt, wenn durch Induktion eine Spannungsquelle erzeugt wird.???
vielen dank schonmal:tongue:


Ja
Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 25. Feb 2009 20:21    Titel: Antworten mit Zitat

ok vielen dank!
Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 25. Feb 2009 22:32    Titel: Antworten mit Zitat

obwohl dann hab ich doch nochmal eine frage.
und zwar habe ich die abiturklausur als übung für meine klausur am freitag genommen und da war folgenden aufgabenstellung:

Im Folgenden steht das Ihnen vorgeführte Experiment eines durch eine Spule frei fallenden
Magneten im Vordergrund. Beachten Sie: Zur Aufnahme der nachfolgend auszuwertenden
Diagramme in den Abbildungen 1a, 1b und 2 wurden die in den Fotos 1 und 2 gezeigten Spulen
und Magnete verwendet (Diagramme und Fotos befinden sich am Ende dieser Aufgabe).
Beachten Sie weiterhin, dass die Zeitnullpunkte in den Diagrammen 1a und 1b aus messtechnischen
Gründen nicht identisch sind.

Wie bei genauer Auswertung der Abbildung 1a erkennbar, ist die zum Tiefpunkt der
Kurve gehörende Spannungsspitze betragsmäßig etwas größer als die des Hochpunkts.
Begründen Sie dies.


die musterlösung besagt ,dass der betrag der tiefpunktes geringfügig größer ist ,als der des hochpunktes ,da die geschwindigkeit beim entfernen des magneten etwas größer ist als wenn dieser sich der spule sich zuvor nähert. somit ist auch die zeitliche änderung des magnetfeldes größer und die induktionsspannung.

aber auch hier müsste doch die lenz'sche regel in kraft treten und den magneten abbremsen,oder?



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Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 26. Feb 2009 15:17    Titel: Antworten mit Zitat

hallo kann mir jemand helfen?
ich brauche es dringend für morgen
Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 26. Feb 2009 20:41    Titel: Antworten mit Zitat

hallo???
kann mir bitte noch jemand helfen?
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