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Referat zum magnetischen Feld
 
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ReVenGe
Gast





Beitrag ReVenGe Verfasst am: 06. Dez 2009 12:45    Titel: Referat zum magnetischen Feld Antworten mit Zitat

Hi,

ich muss bald ein Referat über das Magnetfeld halten und habe mir überlegt, dabei vielleicht das Magnetfeld durch einen versuch zu veranschaulichen, kenne mich da aber leider nicht so aus. Desweiteren weiß ich nicht worauf und was ich genau dazu schreiben soll? Das Niveau sollte normal sein, also ich bin im physik grundkurs 12. Vielleicht kann man noch auf die beziehung zum Gravitationsfeld und elekrtrischem Feld eingehen, das werden wir davor behandeln. Es wäre nett wenn ihr mir sagen könntet, was ihr von meiner Idee haltet, noch Tipps oder Anregungen habt oder mir mit meinem Problem weiterhelfen könntet? Wenn jemand noch einen guten Link zum Magnetfeld hat, den man nicht unbedingt bei google findet, wäre das cool wenn denn jemand posten könnte.

Danke im voraus

mfg
Hagbard



Anmeldungsdatum: 07.02.2006
Beiträge: 320
Wohnort: Augsburg

Beitrag Hagbard Verfasst am: 06. Dez 2009 13:34    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn du auch noch das Gravitationsfeld und E-Feld mit ins Referat nehmen willst, dann würde ich die Verknüpfung über deren jeweilige Potentiale herstellen. Ein Standardversuch zum Magnetfeld ist es natürlich Eisenspäne auf eine (Glas)Platte zu streuen und einen Magneten darunter zu legen.



Gruß

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Immer schön die Kirche im Dorf lassen... und dann in die Stadt ziehen.
GvC



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Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 06. Dez 2009 14:32    Titel: Antworten mit Zitat

Hagbard hat Folgendes geschrieben:
Wenn du auch noch das Gravitationsfeld und E-Feld mit ins Referat nehmen willst, dann würde ich die Verknüpfung über deren jeweilige Potentiale herstellen.


Nur dass das Magnetfeld kein Potential-, sondern ein Wirbelfeld ist. Man kann zwar in der Magnetostatik so etwas wie ein magnetisches Potential definieren (z.B. lassen sich lineare verzweigte Eisenkreise mit Hilfe des Knotenpotentialverfahrens schön berechnen), sollte damit aber vorsichtig sein.

Es gibt noch eine andere Analogie zwischen Magnetfeld und den elektrischen Feldern: Flussdichte = Leitfähigkeit x Feldstärke

elektrisches Strömungsfeld:
J = kappa*E

elektrostatisches Feld:
D = eps*E

magnetisches Feld:
B = µ*H

Dabei ist kappa die ohmsche Leitfähigkeit, epsilon die dielektrische Leitfähigkeit (Permittivität) und µ die magnetische Leitfähigkeit (Permeabilität). Z.B. lässt sich der elektrische, der dielektrische und der magnetische Widerstand durch praktisch dieselbe Formel bestimmen, im homogenen Feld beispielsweise

R = l/(kappa*A)

Rdi = l/(eps*A) wobei der Kehrwert 1/Rdi = C geläufiger ist

Rm = l/(µ*A)

Außerdem zu den Grundlagen: Ursache-/Wirkungszusammenhang im elektrostatischen und im magnetischen Feld: Ursache des elektrostatischen Feldes sind ruhende Ladungen, Ursache des magnetischen Feldes sind bewegte Ladungen; Wirkung des elektrostatischen Feldes ist Kraft auf ruhende Ladungen, Wirkung des magnetischen Feldes ist Kraft auf bewegte Ladungen (dabei wird der gerichtete Elektronenspin in ferromagnetischen Stoffen auch als "bewegte Ladung" angesehen).

Ein noch grundlegenderer Versuch zum Magnetfeld ist der mit einer Postkarte (oder irgendeinem anderen Pappendeckel), auf dem Eisenfeilspäne liegen, und durch den ein stromführender Leiter senkrecht hindurchgelegt wird. Hier erkennt man nämlich deutlich, dass die magnetischen Feldlinien in sich geschlossen sind (Wirbelfeld: die Wirkung (Kraft) umschließt die Ursache (Strom) wie ein Wirbel), und dass die Feldintensität mit zunehmendem Abstand vom stromführenden Leiter abnimmt.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18112

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Dez 2009 14:45    Titel: Antworten mit Zitat

Ich würde das Gravitationsfeld auf jeden Fall weglassen, weil die Analogie kaum gegeben ist.

Wenn du die Quellen des Magnetfeldes vollständig betrachten willst, dann musst du zweierlei behandeln:
- bewegte Ladungen
- veränderliche elektrische Felder

Evtl. liest du dir mal den Artikel in der Wikipedia über die Maxwellgleichungen durch, ob die die grundsätzlichen Ideen (nicht die Mathematik selbst) verstehst:

http://de.wikipedia.org/wiki/Maxwellsche_Gleichungen

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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 06. Dez 2009 15:19    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Wenn du die Quellen des Magnetfeldes vollständig betrachten willst, dann musst du zweierlei behandeln:
- bewegte Ladungen
- veränderliche elektrische Felder


Veränderliche elektrische Felder werden doch von bewegten Ladungen erzeugt. Oder wie ist der Mechanismus im Kondensator und seinen Zuleitungen?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18112

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Dez 2009 16:14    Titel: Antworten mit Zitat

Es geht mir gar nicht darum, wie veränderliche elektrische Felder erzeugt werden. Sie entstehen z.B. auch einfach dadurch, dass sich eine einzelne elektrische Punktladung bewegt. Mir ging es darum, dass ein veränderliches elektrisches Feld ohne Anwesendheit von elektrischen Ladungen ein Magnetfeld induziert.

Betrachte eine elektromagnetische Welle im Fernbereich, also weit weg vom Sender. Hier induziert das elektrische Wechselfeld ein Magnetfeld (letzteres wieder ein elektrisches Feld usf.). Letztlich sieht man eine eletromagnetsiche Welle, wobei sich elektrisches und magnetsiches Feld quasi gegenseitig erzeugen. Dies kommt in den Maxwellgleichungen zum Ausdruck.

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Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 06. Dez 2009 16:26    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, mein lieber TomS, das ist doch alles klar! Dennoch ist der Ursprung eine bewegte Ladung. Es ging doch hier nur um prinzipielle Unterschiede oder Analogien zwischen den verschiedenen Feldtypen. Unsere Diskussion hilft, glaube ich, dem/der ReVenGe im Physik-Grundkurs überhaupt nicht.

Schöner Name übrigens, ReVenGe. An wem willst Du Dich denn rächen. An den bösen Lehrern? Oder den blöden Antwortgebern im Forum? Ich nehme das gerne für mich in Anspruch, lasse mich immer wieder mal auf solche Diskussionen ein, die niemandem helfen. Mein Fehler!
ReVenGe
Gast





Beitrag ReVenGe Verfasst am: 07. Dez 2009 18:15    Titel: Antworten mit Zitat

Also, das sollte jetzt nicht zu komplex werden. Ich soll nur einmal das magnetische feld darstellen, sie hat mir auch noch keine genauen details gegeben. Das Gravitationsfeld und elektrische Feld haben wir schon einmal behandelt, also es soll nicht darüber sein und in der Arbeit die wir schreiben werden müssen wir die drei felder vergleichen(ich kann diese aber nicht mitschreiben, deswegen mache ich das Magnetfeld als Klausurersatzleistung)!
Es wäre gut wenn ich kurz einmal den vergleich zum gravitationsfeld darstellen kann.
Die Idee mit den eisenspähnen finde ich nicht schlecht, was könnte man denn dazu so sagen? Nur so grob einmal, das ich weiß wie viel man dazu sagen kann!

Danke schon einmal für eure Bemühungen
Thumbs up!

Irgendwann ist es doch während des threads einw enig komplizeirt geworden, also so tief soll es nicht gehen


mfg
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18112

Beitrag TomS Verfasst am: 07. Dez 2009 19:49    Titel: Antworten mit Zitat

Der erste wesentliche Unterschied ist, dass es keine magnetischen Ladungen gibt (man kann sie sich theoretisch vorstellen, aber es gibt keine experimentellen Hinweise). D.h. dass magnetische Feldlinien immer in sich geschlosen sind und keine Endpunkte (an denen Ladungen säßen) besitzen. D.h. das Magnetfeld ist ein reines Wirbelfeld. Im Gegensatz dazu gibt es elektrische Ladungen und "gravitative Ladungen", also Massen; letztere haben immer nur "ein Vorzeichen".

Und da es nun keine magnetischen Ladungen gibt, wird das Magnetfeld ausschließlich durch Induktion erzeugt. Dafür gibt es nun zwei Mechanismen, nämlich 1) einen elektrischen Strom, der um sich herum ein Magnetfeld induziert, sowie 2) ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld, das ebenfalls ein Magnetfeld induziert. Mechanismus 1) kennt man vom Elektromagneten, Mechanismus 2) eben von den elektrischen Wellen, in denne ein veränderliches elektrisches Feld ein Magnetfeld induziert u.u.

Ein zweiter Unterschied, der eher die magnetische Kraft oder Lorentzkraft betrifft, ist, dass elektrisch geladene Teilchen eine Kraft parallel zu den elektrischen Feldlinien spüren, dass aber (nur bewegte) elektrische Ladungen eine Kraft senkrecht zur Bewegungsrichtung sowie senkrecht zu den Magnetfeldlinien spüren.

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