Magnetismus

Heinz1225 · Gast

Ich hab hier ein Beispiel in meinem Buch bei dem ich den Text nicht verstehe.

Es heißt dort.

"Auf der 120 cm langen Umrandung einer Fläche, deren Durchflutung 60A beträgt, liege überall gleiche magnetische Erregung vor. Wie groß ist diese?"

Was wird hier mit einer "Umrandung einer Fläche mit gleicher magnetischen Erregung" beschrieben?

Jemand Ideen?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Tip: mit magnetischer Erregung ist hier das magnetische Feld H gemeint.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

ja, wenn man es ganz genau nimmt... Big Laugh

Im Umgangsjargon (besonders in der Technik) sagen viele zur magn. Feldstärke H einfach "magn. Feld" und unterscheiden es so von der magnetischen Induktion B. Es ist wohl auch ein wenig Bequemlichkeit dahinter, statt elektrische Feldstärke einfach E-Feld zu sagen. Magnetische Erregung sagt jedenfalls kaum jemand mehr (zumindest in Österreich) und ist etwas "nostalgisch".

Heinz1225 · Gast

"Die magnetische Umfangsspannung längs der Umrandung einer beliebigen Fläche ist gleich der Durchflutung dieser Fläche, das ist die Summe aller sie durchsetzenden Ströme."

Das steht in meinem Buch unter "Durchflutungsgesetz."

Heißt das jetzt für mein Beispiel, dass die Umfangsspannung gleich 60A beträgt?

Wie komme ich davon zur Magnetischen Erregung H?
In meiner Formelsammlung hab ich für eine Kreisförmige Leiterschleife:

H = I/(2r) mit r .. Radius.
Ist das überhaupt eine solche Leiterschleife?

Ich blick nicht durch.

Danke schon mal für die Hilfe.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

@schnudl
Na ja, der Begriff der Erregung sagt immerhin etwas über die Ursache- Wirkungszusammenhänge im magnetischen Feld aus. Die Kausalkette sieht doch so aus.

Strom I ist Ursache für H (Durchflutungssatz), H ist Ursache für B (deshalb "Erregung", beschrieben durch B = µ*H), B ist die Ursache für Kräfte, induzierte Spannungen usw., ist demnach die Wirkungsgröße im magnetischen Feld.

Interessanterweise ist das gerade umgekehrt wie im elektrostatischen Feld, wo die Flussdichte D (= Verschiebungsdichte) die Ursache für die Feldstärke E ist; D wird demzufolge auch häufig dielektrische Erregung genannt. E ist die Ursache für Kräfte auf (ruhende) Ladungen und demzufolge die Wirkungsgröße im elektrostatischen Feld.

@Heinz1225
Der Durchflutungssatz schreibt Dir den Integrationsweg nicht vor. Du kannst jeden beliebigen Umlaufweg um die Durchflutung herum wählen, es muss immer gelten

Ringintegral H*ds = Theta (Durchflutungssatz)

Die Aufgabe gibt Dir einen Umlaufweg vor, nämlich einen, auf dem H vom Betrage her konstant ist und der eine bestimmte Länge hat. Welche Auswirkungen hat das auf die Anwendung des Durchflutungssatzes?

Röhrenfan · Anmeldungsdatum: 29.09.2009 Beiträge: 129

Hallo schnudl, hallo GvC,

Bezeichnungen sind einerseits historisch entstanden, andererseits gehorchen sie einer Sachlogik, nicht immer passt dies aufgrund der Entwicklung zusammen.

Ein Feld erkennt man an der Kraftwirkung auf einen Probekörper. Die Grundbedeutung von Feldstärke in unterschiedlichen Feldern ist dann

Feldstärke = Kraft pro Probekörper (für das betrachtete Feld)

Dieser Sachlogik folgend hat man dann ...

1) Im Gravitationsfeld:
(Gravitations-)Feldstärke g = Kraft F pro Probemasse m: g=F/m

2) im elektrischen Feld:
elektrische Feldstärke E = Kraft F pro Probeladung q: E=F/q

3) im magnetischen Feld:
magnetische Feldstärke B = Kraft pro Probemagnet: B=F/(I*s),
wobei I*s als "Probemagnet" genommen wird.

Diese Betrachtungsweise wird für das magnetische Feld mittlerweile auch in Schulbüchern übernommen und man weist dann darauf hin, dass B (nur) aus historischen Gründen magnetische Flussdichte heißt (Ich habe hier zwei aktuelle Oberstufenbücher vorliegen; der Gerthsen, 19.Auflage, macht eine ähnliche Aussage).

Ich ziehe daraus für mich den, dass die verbalen Bezeichnungen weniger bedeutsam als die Kennzeichnung der betrachteten Größen sind und sage pragmatisch - wie es vielfach zu finden ist-:

In einem E-Feld gilt ... Im B-Feld bewegen sich ... Damit weiß jeder, was gemeint ist.

Gruß vom Röhrenfan

Heinz1225 · Gast

Ich schäm mich ja schon fast. :/

Heißt das die Umfangsspannung dividiert durch den Umfang = die magnetische Erregung ergibt?

Das wären dann 50A/m

So richtig verstehen tu ich das aber nicht.
Kannst du das kurz erklären fals ich richtig liege?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Das ist richtig, aber was verstehst Du dabei nicht?

Der Durchflutungssatz auf das aktuelle Problem angewendet lautet

H*l = Theta

H = Theta/l

Wie bereits gesagt: Der Durchflutungssatz muss immer gelten. Die Schwierigkeit liegt häufig darin, einen Integrationsweg zu finden, auf dem H konstant oder zumindest abschnittsweie konstant ist. Dieser Weg ist hier aber bereits vorgegeben. Allerdings ist eine weitere Bedingung zu beachten, deren Erfüllung hier offenbar stillschweigend vorausgesetzt wurde. Falls diese Bedingung nicht erfüllt ist - vielleicht war diese Fangfrage beabsichtigt - ist die Aufgabe nicht lösbar.

Beim Integranden H*ds handelt es sich um das Skalarprodukt der beiden Vektoren H und ds. Damit man dieses Skalarprodukt durch das Produkt der Beträge von H und ds ersetzen kann, muss an jeder beliebigen Stelle des Integrationsweges H||ds sein (wegen cos0° = 1).

Ich komme also immer mehr zu der Ansicht, diese Aufgabe als nicht lösbar zu erklären. Denn entweder hat der Aufgabensteller geschludert, oder er hat genau diese Aussage herausfordern wollen.

Wenn die Aufgabe sagt, es

Heiz1225 · Gast

Danke.
Ich glaub ich habs gerafft.

Jedes Stückchen des Umfanges liefert einen kleinen Beitrag zur gesamten Erregung.

Aber danke für deine Mühe.

Grüße

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Nee, das ist nun wieder eine falsche Formulierung. Wenn Erregung = magnetische Feldstärke, hieße Deine Aussage ja, dass jedes Stück des Umfangs einen Beitrag zur gesamten Feldstärke liefert. Eine Gesamtfeldstärke gibt es aber nicht. Es gibt nur an jedem Punkt im Raum eine bestimmte meist unterschiedliche Feldstärke. Diese Feldstärken lassen sich doch nicht zusammenfassen. Was Du sagen willst ist, dass auf jedem kleinen Stück des Umlaufweges ein kleiner Teil der gesamten magnetischen Erregerspannung Theta abgebaut wird.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien