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Vaio
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 45
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 Vaio Verfasst am: 27. März 2011 19:57 Titel: Feldstärke & Co. |
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Hi,
ursprünglich war mein Problem eigentlich, dass ich den Unterschied zwischen magnetischer Feldstärke und Flussdichte nicht begriffen hab. Deshalb wollte ich mir zuerst die ursprünglichen Begriffe der Feldstärke und Flussdichte angucken. Der Versuch bei Wikipedia etwas über die Flussdichte herauszufinden ist an folgender Definition gescheitert:
"Die Flussdichte ist der Fluss pro Fläche"->"Der Fluss ist die Flussdichte mal der Fläche".
Aber jetzt zu der Feldstärke. Wie ist die allgemein definiert? Es gibt ja die Definition der Kraftwirkung pro Ladung (bei zb der Gravitation wäre das dann wohl die "gravitative Ladung"[Masse]); diese ist aber nur eine Definition über eine Wirkung. Gibt es auch eine -wie soll ich sagen- "reelle" Definition, also das was genau in dieser Stelle des Feldes "tatsächlich ist", zb die Konzentration der wechselwirkenden Teilchen?
Gruß Vaio
PS:Kein Plan ob das das richtige Board ist.
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
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| isi1 Verfasst am: 28. März 2011 19:07 Titel: |
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Stell Dir das H einfach als treibende Kraft pro Längeneinheit vor.
Bei der Luftspule ist die treibende Kraft H*L(änge) für das Magnetfeld der Strom mal der Windungszahl I*n.
also H = I*n/L
Und das H in A/m treibt durch die Luft µ mal soviel Tesla (B)
B = µ * H
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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Vaio
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 45
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| Vaio Verfasst am: 29. März 2011 21:22 Titel: |
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Ich habs immer noch nicht so ganz verstanden, deshalb mal eine kurze Zwischenfrage:
Was wäre/ist eine magnetische Ladung, bzw. was ist die "kleinste Einheit" die ein magnetisches Feld hervorruft?
Bei dem elektrischen Feld ist es ja einfach, da ist es ein Elektron, folglich ist ein Elektron die Ladung...
Gruß Vaio
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
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| isi1 Verfasst am: 29. März 2011 21:38 Titel: |
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| Vaio hat Folgendes geschrieben: | | Was wäre/ist eine magnetische Ladung? |
Sowas gibt es nicht, Vaio.
Der Grund ist wahrscheinlich, dass das Magnetfeld nur eine Methode ist, die relativistischen elektrischen Phänomene zu beschreiben.
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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
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| schnudl Verfasst am: 29. März 2011 23:19 Titel: |
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Hier der Versuch einer "unphysikalischen" Erklärung (Leute wie TomS jetzt bitte wegschauen...):
Der Unterschied zwischen H (magn. Feldstärke) und B (magn. Flussdichte) ergibt sich im Vakuum zunächst nur aufgrund der verwendeten Einheiten für Strom und Spannung.
Es gilt im Vakuum jedenfalls:
1)
B ist quellenfrei (B-Feldlinien sind in sich geschlossen)
2)
Das Umlaufintegral von B entlang eines geschlossenen Weges S ist gleich dem Strom durch die Fläche, welche durch S aufgespannt wird, mal einem "unphysikalischen" Faktor, der im SI System genau 
Um diese Gesetze auch in einem permeablen Medium anwenden zu können, hat man zusätzlich zu B das Magnetfeld H als so eine Art Rechenhilfe H erfunden. Für diese beiden Größen gilt weiterhin:
1)
B ist quellenfrei, H nicht notwendigerweise !
2)
Das Umlaufintegral von H entlang eines geschlossenen Weges ist gleich dem Strom durch die Fläche, welche durch S aufgespannt wird.
Der Unterschied ergibt sich aufgrund der mikroskopischen Kreisströme im Medium, die in die Strombilanz mit eingehen, und die Aussage 2) für B falsch machen würden. Wenn man von B die mikroskopische Magnetisierung abzieht, bleibt das H übrig, welches von den makroskopischen Strömen erzeugt wird.
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Vaio
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 45
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| Vaio Verfasst am: 03. Apr 2011 14:10 Titel: |
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Ist nicht die Flussdichte der Fluss und somit die Anzahl der Feldlinien, pro Fläche? Hingegen ist die Feldstärke dann die Wirkung an einem bestimmten Punkt (N/C) oder halt die entsprechende Spannung pro Strecke (V/m). Somit wäre die Flussdichte ja die "entscheidende/ reale/... Größe", da ohne Feldlinien keine Kraft, bzw. Spannung. Wie hier sicher jedem aufgefallen ist, waren die Eineiten alle aus der Elektrostatik. Allerdings scheinen sich diese Gesetzte ohne weiteres auf den Magnetismus übertragen zu lassen. Man muss lediglich die elektrische Ladung Q durch die magnetische Ladung M ersetzten (@ Is1: hab deinen Beitrag gelesen, war nur ne Hilfe für mich ->). Vergleicht man jetzt zum Beispiel das richtige B mit "meinem". Kann man M einfach ersetzten (M/m²->Vs/m² -> M=Vs). Passenderweise ergibt sich dann auch für die Magnetische Spannung, A und für die Feldstärke A/m. Scheint also so zu stimmen.
Trotzdem hab ich noch weiter führende Fragen  :
Macht Vs eigentlich Sinn als die Magnetische Ladung, oder besser formuliert, als die Art/Stärke der Reaktion von Elektronen auf magnetische Felder?
Gibt es denn dann auch eine "Magnetdynamik" ?
Wie muss man sich eigentlich bei der Flussdichte die Fläche vorstellen durch die die Feldlinien laufen?
Gruß Vaio
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 03. Apr 2011 15:16 Titel: |
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| Vaio hat Folgendes geschrieben: | | Hingegen ist die Feldstärke dann die Wirkung an einem bestimmten Punkt (N/C) |
Hier verwechselst Du elektrische und magnetische Feldstärke. Eine Größe mit der Einheit N/C bezeichnet die elektrische Feldstärke, wohingegen die magnetische Feldstärke die Einheit A/m hat.
Magnetische Ladungen gibt es nicht.
Die Größe mit der Einheit Vs ist der magnetische Fluss, vergleichbar mit dem elektrischen Strom im Strömungsfeld. Die Flussdichte hat demnach die Einheit Vs/m² (=T) und ist die Wirkungsgröße des magnetischen Feldes. Die Wirkungsgröße des elektrostatischen Feldes ist dagegen die Feldstärke.
Wenn man sich überhaupt auf Analogien zwischen den einzelnen Feldtypen beziehen will, dann sollte man das magnetische Feld aufgrund analoger Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge mit dem elektrischen Strömungsfeld vergleichen und nicht mit dem elektrostatischen Feld.
Demzufolge ist die von Dir nachgefragte Fläche diejenige, durch die der magnetische Fluss geht, also z.B. in einem Eisenkreis der Eisenquerschnitt. Derr Fluss wird, wie von Dir richtig erkannt, von der magnetischen Spannung N*i (im Allgemeinen mit "Durchflutung" bezeichnet mit der Einheit A) angetrieben und berechnet sich im einfachsten Fall eines linearen magnetischen Kreises nach dem ohmschen Gesetz zu
mit dem magnetsichen Widerstand
Diese Formel kennst Du als Analogon bereits aus dem Strömungsfeld: Länge dividiert durch Leitfähigkeit und Leiterquerschnitt.  ist also die magnetische Leitfähigkeit und A der "Leiter"querschnitt des magnetischen Leiters (vorzugsweise Eisen).
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Vaio
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 45
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| Vaio Verfasst am: 03. Apr 2011 20:22 Titel: |
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Vielleicht hilft es ja mal ganz klein anzufangen.
Wie sieht denn das "kleinste magnetische Feld", also das einer bewegten Ladung im Vergleich zu deren elektrischen Feld aus? Vielleicht gibts da ja Bilder?
Gruß Vaio
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Apr 2011 10:16 Titel: |
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Was willst Du damit sagen? Dass es doch magnetische Ladungen gibt? Bei der von Dir erwähnten bewegten Ladung handelt es sich um eine elektrische Ladung. Das magnetische Feld in der Umgebung einer bewegten Ladung lässt sich mit Hilfe des Biot-Savartschen Gesetzes bestimmen, das seinerseits auf ziemlich komplizierte Art und Weise angeblich aus dem Durchflutungssatz hergeleitet werden kann. Ich verwende den Begriff "angeblich", weil diese Aussage zwar in allen mir bekannten Lehrbüchern getroffen wird, die Herleitung aber immer unter Hinweis, sie führe zu weit, vermieden wird.
Nun könnte man zwar die Ursache des magnetischen Feldes, nämlich die Größe (dQ/dt)*ds als "magnetische Ladung" bezeichnen, was aber ziemlich weit hergeholt wäre und außer der Bezeichnung keine weitere Analogie mit der elektrischen Ladung zuließe. Zum Beispiel fehlt eine entsprechende Gegenladung, die mit der ursprünglichen "Ladung" in vergleichbarer Weise interagieren würde, wie dies elektrische Ladungen tun.
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 04. Apr 2011 10:41 Titel: |
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LANDAU LIFSCHITZ drückt sich selbstverständlich nicht um die Herleitung: II § 43.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Apr 2011 11:00 Titel: |
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Ich sagte ja: ... alle mir bekannten Lehrbücher ...
LANDAU LIFSCHITZ gehört nicht dazu.
Ich fürchte allerdings, dem Fragesteller ginge die Herleitung auch zu weit.
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
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Vaio
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 45
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| Vaio Verfasst am: 04. Apr 2011 15:11 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Zum Beispiel fehlt eine entsprechende Gegenladung, die mit der ursprünglichen "Ladung" in vergleichbarer Weise interagieren würde, wie dies elektrische Ladungen tun. |
Wenn ich im Physikunterricht richtig aufgepasst hab, entstehen Magnetfelder durch bewegte elektrische Ladungen. Wie im Zitat gesagt sehen die zwei Felder unterschiedlich aus. Wie das eines Elektrons aussieht (elektr.) weiß ich, allerdings sieht das Magnetfeld eines sich bewegenden Elektrons - zumindest nach den Skizzen die ich bis jetzt geseh hab- aus, wie das von einem Stabmagneten von oben betrachtet. Diese Zeichnungen sind numal dummerweise in 2d. Also müsste doch das Elektron von der anderen Seite aus betrachtet das gleiche Feld wie der seitlich betrachtete Stabmagnet haben. Das wirft jetzt zumindest bei mir die Frage auf wie die Feldlinien gleichzeitig um den Magneten/das Elektron herum und von Nord nach Süd führen können.
Gruß Vaio
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Vaio
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 45
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 09. Apr 2011 15:47 Titel: |
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Diese Tabelle zieh' ich mir nicht rein. Das geht ja wie Kraut und Rüben durcheinander. Symbole von physikalischen Größen werden mit Einheitensymbolen gleichgesetzt oder mit ihnen vermischt. Da ist kein Durchkommen.
Wenn Du überhaupt das magnetische Feld mit einem anderen Feldtyp vergleichen willst, dann nur mit dem elektrischen Strömungsfeld, da beide quellenfrei sind, während das elektrostatische Feld ein Quellenfeld ist. Allerdings bekommst Du da Schwierigkeiten mit der Energie, da im Strömungsfeld keine Energiespeicherung möglich ist.
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Vaio
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 45
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| Vaio Verfasst am: 09. Apr 2011 19:58 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Das geht ja wie Kraut und Rüben durcheinander. Symbole von physikalischen Größen werden mit Einheitensymbolen gleichgesetzt oder mit ihnen vermischt. |
Wo wäre das denn der Fall?
Gruß
Vaio
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 09. Apr 2011 22:20 Titel: |
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| Vaio hat Folgendes geschrieben: | | GvC hat Folgendes geschrieben: | | Das geht ja wie Kraut und Rüben durcheinander. Symbole von physikalischen Größen werden mit Einheitensymbolen gleichgesetzt oder mit ihnen vermischt. |
Wo wäre das denn der Fall?
Gruß
Vaio |
Überall, vielleicht mit ein oder zwei Ausnahmen.
Beispiel:
U=E/Q=Nm/C=V
U, E und Q sind Symbole für die physikalischen Größen Spannung, Energie und Ladung; N, m, C und V sind Sybole für Einheiten. Das ist nicht dasselbe! Ein Gleichheitszeichen zwischen den Größen und den Einheiten ist demnach falsch.
Beispiel:
E=F/Q=N/C=Nm/Cm=V/m
E, F, und Q symbolisieren physikalische Größen; N, C, m und V symbolisieren Einheiten!
Soll ich weitermachen?
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Vaio
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 45
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| Vaio Verfasst am: 09. Apr 2011 22:28 Titel: |
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Echt ? Hab ich aba so im Physikunterricht gelernt . Erst Formelansatz, dann aufstellen, zb:
v=s/t=...m/...s=...m/s
Gruß Vaio
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 09. Apr 2011 22:59 Titel: |
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Siehst Du den kleinen, aber feinen Unterschied: Die Pünktchen! Was mag da wohl stehen? 
Ansonsten bringt man Größen und Einheiten zum Beispiel so zusammen: [t] = 1 s.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 09. Apr 2011 23:31 Titel: |
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| franz hat Folgendes geschrieben: | Siehst Du den kleinen, aber feinen Unterschied: Die Pünktchen! Was mag da wohl stehen? :)
Ansonsten bringt man Größen und Einheiten zum Beispiel so zusammen: [t] = 1 s. |
Das kann man natürlich so machen. Ich würde jedoch die Formulierung "Einheit der Zeit ist Sekunde", also [t]=s, vorziehen, anstatt "Einheit der Zeit ist eine Sekunde". Sonst ist das insofern missverständlich, als mancher glauben könnte, eine irgendwie berechnete Zeit sei t=1s. Du wolltest das sicherlich von der ebenfalls möglichen Formulierung, beispielsweise [t]=2s unterscheiden. Mit einer solchen Einheitenvorgabe allerdings wirklich zu rechnen, dürfte ziemlich verwirrend werden. Deshalb hier noch einmal mein schon häufiger gegebener Hinweis: "[...]" heißt "Einheit von ..."
Zitat Wikipedia:
A = {A} · [A]
mit A als Symbol für die Größe, {A} als Symbol für den Zahlenwert von A und [A] als Symbol für die Einheit von A.
aus
http://de.wikipedia.org/wiki/Internationales_Einheitensystem#Schreibweise_von_Gr.C3.B6.C3.9Fen.2C_Zahlenwerten_und_Einheiten
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 10. Apr 2011 00:14 Titel: |
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Kannst durchaus recht haben, daß ich hier neuere administrative Feinheiten verpaßt habe. In meinen älteren Unterlagen (zum DIN 1301-1) steht noch 1 Kilogramm usw., und ich halte es auch wegen der Umrechnerei für sinnvoll.
Aber angesichts dessen, was hier immer mal anlandet ...
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Vaio
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 45
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| Vaio Verfasst am: 10. Apr 2011 19:21 Titel: |
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Es ist aba schon so, dass die magnetische Flussdichte nichts mit der Stromdichte " zu tun hat", da sie medienlos ist, sondern deminsprechend mit der elektrischen Flussdichte.?
Gruß Vaio
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 11. Apr 2011 02:22 Titel: |
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Nein, die Analogie zwischen dem magnetischen und elektrischen Strömungsfeld besteht in der formalen Übereinstimmung, dass Flussdichte (Stromdichte) mal begrenzter Fläche gleich dem Fluss (Strom) ist. Im Falle des elektrostatischen feldes gilt dagegen, dass Flussichte mal Hüllfläche gleich dem Fluss ist. Das ist der bereits erwähnte Unterschied zwischen quellenfreiem und Quellenfeld. Genauer
und
aber
Was heißt übrigens "medienlos"? Ohne Internet, Fernsehen und Zeitung?
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Vaio
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 45
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| Vaio Verfasst am: 12. Apr 2011 16:41 Titel: |
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Ok abgesehen davon hat elektrischer Strom aber nichts mit dem magnetischen Fluss gemein, wenn man die Definition über die Flussdichte auslässt.?
Da der elektrische Strom eine Mengeneinheit pro Zeit ist, während der magnetische, sowie der elektrische Fluss "medienlos"- aus keinem Medium bestehen, nicht wie beim Strom, der ja aus Elektronen besteht- sind.
"Der Magnetische Fluss (Formelzeichen: Φ) ist eine physikalische Größe zur Beschreibung des magnetischen Feldes. Er ist – vergleichbar mit dem elektrischen Strom – die Folge einer magnetischen Spannung und fließt durch einen magnetischen Widerstand. Da selbst das Vakuum einen solchen magnetischen Widerstand darstellt, ist der magnetische Fluss nicht an ein bestimmtes „Medium“ gebunden und wird über Feldgrößen beschrieben."
"Der elektrische Fluss oder auch Verschiebungsfluss Ψ (Psi) ist eine physikalische Größe aus der Elektrostatik und Elektrodynamik, der zwar eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Strom in einem Strömungsfeld besitzt, jedoch nichts Materielles wie etwa Ladungsträger transportiert, sondern lediglich die Wirkung des zugrundeliegenden Kraftfeldes von einem zu einem anderen Punkt überträgt. Der elektrische Fluss als physikalische Größe hat dabei allerdings auch mathematische Eigenschaften, die denen einer realen Strömung ähneln."
Beide Größen sind im Grunde genommen also die Anzahl der Feldlinien.?
Sicher fällt der aufgestellte Vergleich im ersten Zitat des m. F. mit dem Strom auf, allerdings sollte dies ja nur "förmlich" sein, da -wenn ichs jetzt endlich gerafft hab- der magnetische Widerstand dem elektr. Widersatnd auch nur ähnelt. (Eben wegen Strom vs. Fluss)
Wikipedia:
https://secure.wikimedia.org/wikipedia/de/wiki/Magnetischer_Fluss
https://secure.wikimedia.org/wikipedia/de/wiki/Elektrischer_Fluss
Gruß Vaio
PS: Wird hier nicht die magnetische Flussdichte anstatt mit der Stromdichte mit der elektrischen Flussdichte analogisiert:
https://secure.wikimedia.org/wikipedia/de/wiki/Fluss_%28Physik%29#Beispiele
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