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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 16:33 Titel: Rollmopswickelmaschine (Induktion, Lorentzkraft) |
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Hallo alle zusammen,
ich habe mal wieder ein paar problemchen und zwar
handelt es sich dabei mal wieder um physikaufgaben.
ich habe heute folgende zwei aufgaben,bekommen,die
ich bis dienstag durchgearbeitet haben muss.
ich hab allerdings keine ahnung,was dort von mir
verlangt wird.
kann mir jemand von euch vielleicht dabei helfen?
(ich habe die aufgaben angehängt)
vielen lieben dank schonmal im vorraus!
(zweite Aufgabe abgespalten in diesen Thread)
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 16:42 Titel: |
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Ja deine Gedanken zu den Aufgaben? (Ich würde sagen wir machen erst die 1 fertig und dann...)
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para Moderator
Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden
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para Verfasst am: 06. März 2009 16:49 Titel: |
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Ich hab' der Übersicht halber die zweiten Aufgabe mal in einen eigenen Thread verschoben.
_________________ Formeln mit LaTeX
Zuletzt bearbeitet von para am 06. März 2009 16:53, insgesamt einmal bearbeitet |
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 16:52 Titel: |
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ich hab wirklich keine ahnung zur aufgabe 1.
ich weiss nämlich garnicht ,wie diese maschine
funktionieren soll,denn nur zur betätigung des schalters
rollt der stab doch nicht von alleine und wickelt
den rollmops auf...?
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 17:01 Titel: |
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Doch - tut er.
Wir haben einen Hufeisenmagneten - also ein (homogenes) Magnetfeld - und einen Stab - wahrscheinlich aus Metall - der von Strom durchflossen wird...
Was folgt daraus?
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 17:06 Titel: |
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ich denke,dass der stromdurchflossene stab selbst ein magnetfeld aufbaut,
welches nach der lenz'schen regel dem ursprünglichen entgegenegesetzt gerichtet ist oder?
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 17:15 Titel: |
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Warum sagen wir nicht einfach Lorentzkraft? (Als Resultat dieser Lenz'schen Regel...)
Kraft auf einen bewegten Ladungsträger. Und elektrische Strom sind viele bewegte Ladungsträger.
Dazu macht man eigentlich auch oft einen Versuch, der genau so aufgebaut ist. Mit hohen Amperezahlen und ganz vielen Funkenüberschlägen.
In welche Richtung würde sich dann der Stab bewegen? In welche SOLL er sich aber bewegen?
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 17:24 Titel: |
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der stab soll sich doch in den hufeisenmagneten hinein
bewegen,also von vorne nach hinten,oder?
und mit der linken-hand-regel ergibt sich,dass
die lorentzkraft die elektronen von hinten nach vorne
wandern lässt (also mit von hinten nach vorne meine ich
von dem ende des stabes wo wickelstab steht zu
der nach uns gerichteten vorderen seite)
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 17:28 Titel: |
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Die Lorentzkraft lässt die Elektronen doch nicht durch den Stab fließen...
Wo der Stab hinrollen soll hast du richtig erkannt.
Der (technische) Strom fließt vom + Pol der Batterie zum - Pol.
Nehmen wir jetzt die RHR - von plus nach minus den Daumen, von Nord nach Süd den Zeigefinger - und senkrecht zu beiden den Mittelfinger - wohin zeigt die Lorentzkraft?
technische Stromrichtung (positive Ladungsträger): Rechte Hand
physikalische Stromrichtung (negative Ladungsträger): Linke Hand
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bottom
Anmeldungsdatum: 04.02.2009 Beiträge: 333 Wohnort: Kiel
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bottom Verfasst am: 06. März 2009 17:29 Titel: |
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Ricky hat Folgendes geschrieben: | der stab soll sich doch in den hufeisenmagneten hinein
bewegen,also von vorne nach hinten,oder?
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Ricky hat Folgendes geschrieben: | und mit der linken-hand-regel ergibt sich,dass
die lorentzkraft die elektronen von hinten nach vorne
wandern lässt |
das geht aber auch andersherum - die elektronen bewegen sich (strom) und der gesammte leiter wird dann durch die lorentzkraft abgelenkt.
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 17:32 Titel: |
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ja aber wenn der stab durch die elektronen abgelenkt
wird dann müsste er doch in die richtung abgelenkt werden
in die die lorentzkraft wirkt,oder?
und das wäre ja dann nicht in den hufeisenmagneten hinein...
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 17:33 Titel: |
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Ja das ist ja das Problem was absichtlich geschaffen wurde, damit du die Aufgabe bearbeiten kannst
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 17:35 Titel: |
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ja und wie kann man diesen fehler beheben?
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 17:36 Titel: |
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Ja was lässt sich an der "Maschine" denn wohl am einfachsten ändern, wodurch man einen direkten Richtungswechsel der Lorentzkraft herbeiführen würde?
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bottom
Anmeldungsdatum: 04.02.2009 Beiträge: 333 Wohnort: Kiel
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bottom Verfasst am: 06. März 2009 17:37 Titel: |
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wodurch wird die richtung in die die lorentzkraft wirkt bestimmt? durch die richtung des b-feldes und durch....
edit: oh, da war du schneller ^^
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 17:39 Titel: |
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ja und durch die richtung des stromes.
aber die lorentzkraft wirkt doch immer entlang
des stabes egal welche änderung man vornimmt.
sie wikrt doch nie in die richtung ,in die der stab
rollen soll,also in den hufeisenmagneten hinein...
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 17:41 Titel: |
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Bitte?
Nehmen wir folgendes auf: Wir schauen von oben auf die Apparatur.
Das Magnetfeld geht also in die Zeichenebene hinein. Der technische Strom fließt von unten nach oben. In welche Richtung zeigt die Lorentzkraft? Oben, unten, links, rechts, aus der Zeichenebene hinaus, in die Zeichenebene hinein?
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 17:49 Titel: |
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die lorentzkraft würde doch dann nach links wirken,oder?
aber wieso wirkt der technische strom von unten
nach oben?
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 17:52 Titel: |
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Strom wirkt nicht - der fließt.
Die technische Stromrichtung ist so definiert, dass man sie vom + zum - Pol nimmt. Also "positive" Ladungsträger.
Das wurde mal so eingeführt - warum gibts das immer noch? Weil es funktioniert. Will man nun explizit nur die Elektronen betrachten und mit dem Daumen genau deren Bewegungsrichtung (physikalische Stromrichtung) anzeigen, so muss man die linke Hand nehmen.
Nach links ist außerdem richtig - also wie könnte man sie nach rechts wirken lassen?
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bottom
Anmeldungsdatum: 04.02.2009 Beiträge: 333 Wohnort: Kiel
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bottom Verfasst am: 06. März 2009 17:54 Titel: |
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wishmoep hat Folgendes geschrieben: | Nach links ist außerdem richtig - also wie könnte man sie nach rechts wirken lassen? |
denk drann - es befindet sich ein fehler in der schaltung. du musst also wirklich was ändern
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 18:04 Titel: |
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achso du meintest mit von oben betrachtet.
nur den stab. und dann wirkt fließt der technische strom
von unten nach oben. das magentfeld in die zeichenebene
hinein und die lorentzkraft wirkt nach links.
wenn man nun die stromrichtung ändern würde,
könnte man eine lorentzkraft erreichen,die nacht rechts
wirkt. oder man ändert das B-Feld also aus der zeichenebene
hinaus.
ich hab dazu mal eine zeichnung gemacht.
Beschreibung: |
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 18:07 Titel: |
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Richtig!
Einfacher als den "riesigen" Hufeisenmagneten umzudrehen wäre aber wahrscheinlich einfach umzupolen .
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 18:14 Titel: |
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ok und wenn man diese fehler behoben hätte dann gilt
für aufgabenteil b:
Wenn man den Strom einschaltet, dann wirkt auf die bewegten
Ladungträger im Stab die lorentzkraft. Diese ist für die Ablenkung
des Stabes, in den Hufeisenmagneten hinein, verantwortlich.
Somit kann nun der Rollmops, welcher am Wickelstab befestigt ist,
mit aufgerollt werden, wenn dieser durch die Lorentzkraft in den Hufeisenmagneten hinein abgelenkt wird.
Ist das so richtig zur Funktionsweise?
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 18:20 Titel: |
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Ich denke schon ja.
Vielleicht sollte man u.U. die Isolierung noch erwähnen aber is eher nebensächlich.
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 18:25 Titel: |
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wozu ist die isolierung in diesem fall denn eigentlich da?
und was ist mit aufgabenteil c ?
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 18:28 Titel: |
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Die Isolierung ist dafür da, dass der Strom von der einen Seite nicht durch den Hufeisenmagneten zur anderen Seite fließt.
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 18:28 Titel: |
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ich meine zu aufgabenteil c:
also die kupferstangen können nicht durch gurken ersetzt werden,
da die kupferstangen den strom leiten und somit ja erst der
strom durch den wikelstab fließen kann.
ohne diesen leiter würde ja nichts passieren,oder?
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 18:30 Titel: |
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ja ok aber warum ist es so wichtig,dass
der strom nicht durch den hufeisenmagnet fließt?
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 18:30 Titel: |
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Wenn du die Kontakte in die Gurke reinsteckst würde das unter Umständen funktionieren.
Ist ja immerhin Flüssigkeit drin, die das leiten könnte. Ist aber sehr... sehr... unpraktikabel. Da hätte man einen zu hohen Widerstand, sodass zu wenig Strom fließt, was zur Folge hat, dass die Lorentzkraft viel kleiner wird.
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 18:33 Titel: |
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also könnte ich bei aufgabenteil c so argumentieren,
wie ich es getan habe.oder?
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 18:39 Titel: |
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Gegenfrage zu deiner Frage über die Wichtigkeit der Isolierung: Was ist der Unterschied zwischen: Man steckt einen Phasenprüfer oder einen Stahlstift in die Steckdose?
Weiter: Hast du überhaupt richtig verstanden was man erreichen will? Hoffe ich doch. Warum wäre das dann kontraproduktiv?
Und zu c) muss man einfach sagen, dass es nicht möglich ist, wenn die Leitfähigkeit der Gurke zu klein ist. Wie das aber wirklich aussieht - wegen der Essigsäure da drin und so mh - keine Ahnung genau.
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 18:47 Titel: |
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ja also man will erreichen, dass die lorentzkraft ,welche
aus dem fließenden strom resultiert, den stab so
ablenkt,dass dieser den rollmops aufwickelt.
und damit dies passiert muss der stab eben in den
hufeisenmagnet hinein abgelenkt werden.
aber was das jetzt mit der isolierung zu tun hat
und damit ,dass es ohne sie kontraproduktiv wäre
weiss ich nicht.
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 19:06 Titel: |
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Wenn der Strom anstatt durch den Leiter durch den Hufeisenmagneten fließt, was ist dann ?
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 19:23 Titel: |
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ja dann kann der stab nicht abgelenkt werden und
das system würde nicht funktionieren.
aber ich meinte nicht ,wenn der strom statt durch
den leiter durch den hufeisenmagnet fließt sondern
wenn er sowohl durch den leiter als auch durch
den magneten fließt. ist das trotzdem kontraproduktiv?
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 19:29 Titel: |
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was ich mich gerade mal gefragt habe.
was soll überhaupt durch eine essiggurke ersetzt werden
der wickelstab oder die kupferrechtecke an denen
die kontakte angebracht sind?
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW
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wishmoep Verfasst am: 06. März 2009 20:04 Titel: |
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Der Stab.
Und natürlich ist das kontraproduktiv. Die Batterie ist schneller leer und du hast wahrscheinlich weniger Stromfluss durch den Stab. Ganz abgesehen von Randeffekten durch den Stromfluss durch den Magneten...
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 06. März 2009 20:12 Titel: |
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ok vielen lieben dank.
und was ist jetzt mit aufgabenteil d also ,wenn
man doch eine essiggurke verwenden würde.
wieso könnte man dann die batterie weglassen?
und welche änderung müsste man noch vornehmen?
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 08. März 2009 12:14 Titel: |
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kann mir bitte jemand helfen...?
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Ricky
Anmeldungsdatum: 16.01.2009 Beiträge: 1000
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Ricky Verfasst am: 09. März 2009 14:48 Titel: |
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hallo noch jemand da?
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schnudl Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien
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schnudl Verfasst am: 09. März 2009 15:53 Titel: |
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Rein theoretisch könnte man eine Essiggurke nehmen, wenn man ihre beiden Seiten auf verschieden edle Metalle legt, die jeweils in einer wässrigen Lösung aus ihren eigenen Ionen sitzen. Durch die Ionenbrücke "Salzgurke" wird es zu einer Oxidation des unedleren Metalls und einer Reduktion des anderen kommen, was einem Stromfluss durch die Gurke gleichkommt.
_________________ Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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