Ausgeschaltete Lorentzkraft?

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Meine Frage:
Zwischen zwei zylindrischen waagerecht gelagerten Ringmagneten existiert ein radiales Magnetfeld. . Die Ringmagneten haben gemeinsamen Mittelpunkt, gleiche Höhe aber unterschiedliche Radien, einer der Magneten ist so klein ,dieser passt in die Rundöffnung des Anderen, so dass sich ein Spalt bildet, gerade groß genug, dass ein stromdurchflossener Leiter ohne Reibung in diesem Spalt sich bewegen kann.
Die Magnetpole sind so eingeordnet, das ein starkes radiales Magnetfeld zwischen beiden Magneten entsteht(jeder üblicher Lautsprechermagnet ist so gebaut, nur wird seine Spule entfernt).
Der Leiter verläuft parallel zu der gemeinsamen Achse beider Magneten und hängt frei. Die Leiterlänge ist viel länger als die Höhe des Magneten und dieser Leiter wird mit starkem konstantem Gleichstrom gespeist.

Frage: Wird der Leiter in Rotation versetzt wenn der Gleichstrom längere Zeit durch ihn fließt?

Meine Ideen:
Meine Meinung ist negativ.

Da in der Ebene, wo der Leiter sich bewegen kann ein homogenes Feld herrscht, befindet sich dieser Leiter immer im Gleichgewicht mit dem Magnetfeld unabhängig davon wie hoch seine Stromstärke ist.
Der Leiter bleibt unbeweglich. Eine Ausnahme bildet der Übergangsprozess. Während des Ein ? bzw. Ausschaltprozesses vom Gleichstrom entsteht eine rückartige Bewegung verursacht durch die Lenz?sche Regel, sobald die Stromstärke konstant wird, kommt der Leiter zur Ruhe.

Interessant, sollte umgekehrt der Strom radial fließen und Magnetfeld zu diesem Strom senkrechtstehen(Faradays Karussell), dann wirkt die Lorenzkraft wie gewohnt, Elektrolyt beginnt zu rotieren.

Klugscheißerlein · Gast

[quote="D2Frage: Wird der Leiter in Rotation versetzt wenn der Gleichstrom längere Zeit durch ihn fließt?[/quote]Ja, stell Dir das Feld vor: vor dem leiter wird es verdünnt, dahinter verdichtet - und das verdichtete Feld 'will' sich verdünnen.

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

So habe ich auch gedacht. Leider muss diese Theorie durch Praxis bestätigt werden.
Mir ist das nicht gelungen. Also muss die Theorie auf den Prüfstand, oder?

Übrigens, den Elektrolyt in Rotation zu versetzen war einfach.Ich bin mir sicher, wenn der Magnet mitrotiert wäre, hätte sich das auf die Rotationsgeschwindigkeit des Elektrolyts nicht ausgewirkt. Der Unipolarinduktor läst grüßen.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Ich glaube so einfach ist das nicht. Ich nenne paar Beispiele. Das Feld existiert nur innerhalb einer langen Spule. Zwar müssen die Magnetlinien geschlossen bleiben aber die Dichte der Linienaußerhalb der Spule ist so gering, dass auf magnetischen Rückfluss verzichtet wird.
Alle Versuche mit stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld finden statt in einem Magnetfeld was inhomogen ist. Also wird der Leiter aus diesem Feld einfach rausgedrückt aus der Mitte zu der Peripherie, dort wo die Dichte des Feldes abnimmt. Umgekehrt, eine Eisenkugel wird die größte Magnetdichte suchen und dort verharren. Wird der Kugel diese Möglichkeit genommen – z. B. in einem perfekten Solenoid, wird die Kugel überall in einem instabilen Zustand in Innerem vom Solenoid sein.
Jetzt zu meinem Beispiel. Achcen Sie bitte auf die Bilder unten.
Die Magnetlinien existieren nur zwischen der Magnetpolen, ihre Richtung ändert sich nicht.
Da es keine bevorzugte Stelle in einem Lautsprechermagnet gibt,
kann die Lorenzkraft sich nicht entfalten. Obwohl doch, der Draht wird eine bestimmte Position in diesem Magneten annehmen, weil dieser nicht perfekt sein kann, ich vermute ausgerechnet dort wo das Magnetfeld am schwächsten sein ist. Irgendwelche Einwände gegen diese Behauptung?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Die beiden Beispiele sind nicht vergleichbar. Beim Hufeisenmagneten geschieht der Rückfluss durch den Magneten, im Beispiel des Versuches durch die Luft. Auf einen Leiter im Feld des Hufeisenmagneten wirkt das Feld an jeder Stelle des Leiters in dieselbe Richtung, in Deinem Versuch in unterschiedliche Richtungen. Zeichne Dir mal die Magnetfeldlinien in Deine untere Skizze ein.

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Einverstanden, ein Teil des Magnetfeldes arbeitet kontraproduktiv.

Wollen wir die geänderte (ganz unten )Zeichnung besprechen?
Das Minimieren des Spaltes zwischen den zylindrischen Magneten und die Positionierung des Drahtes in der radialen Richtung mit unterschiedlichem
Abstand zum Magneten wird die Kraft des Letzteren auf den stromdurchflossenen Draht positiv beeinflussen. Die negative Effekte werden minimiert, eine resultierende Kraft soll entstehen.

Kommt Ihrer Meinung nach, eine Rotation zu Stande wenn die Reibung klein und die Stromstärke entsprechen hoch aber konstant ist?

Dann habe ich noch eine Frage zu einem Gedankenexperiment.
Ein Draht befindet sich in einem Hufeisenmagnet. Es fließt kein Strom.
Wird der Draht relativ zum Magneten bewegt entsteht ein Elektronenfluss.
Jetzt aber ändert sich die Situation- der Magnet soll sich hin und her bewegen. Die Frequenz der Bewegung darf beliebig hoch sein, die Amplitude soll aber so gewählt werden, dass die Anzahl der Magnetlinien die der Draht kreuzt konstant bleibt, je länger die Schenkel vom Magnet, desto größer darf die Amplitude sein, der Draht aber bleibt unbeweglich.

Wird es Ihrer Meinung nach zu einer Elektronenverschiebung im dem Draht kommen?

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Diese Versuchseinordnung funktioniert bei gleichgerichtetem und geglättetem Strom(Kondensator hat 0,022F) in der Höhe von 25 A. Der Leiter rollt auch dann aus dem Magnetfeld, wenn dieser erst zum Stehen gebracht (um die Übergansgmomente des Einschaltsvorgangs auszuschließen) und nur dann losgelassen wurde als die Stromstärke konstant war.