Induktion

muni · Gast

Hallo hab eine kleines problem wo ich mir nicht so ganz sicher bin,
und zwar:

In einem homogenen Magnetfeld B = 0,2 Vs/m2 rotiert in der zu B
senkrechten Ebene ein leitender Stab der Länge l = 10 cm gleichförmig. Die Drehachse ist senkrecht zum Stab gerichtet und verläuft durch ein Ende des Stabes.

Mit welcher Frequenz muss der Stab rotieren, damit in ihm eine Induktionsspannung von 0,628 V induziert wird?

Mein ansatz:

Integra l BdA
Der fluss ist B*A (A ist die fläche in dem fall ein kreis )
der fluss pro induzierte spannug gibt uns die zeit

ich bekomme eine zeit von 0,2s
also daraus folgt f=5Hz

Meine bitte an euch ist nun zu uberprüffen ob das ergebniss stimmen kann
Danke schonmal im voraus.

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Dein Ansatz ist physikalisch nicht plausibel, da das Magnetfeld
statisch ist und nicht zeitabhängig! Die von dir berechnete
Spannung würde entlang eines geschlossenen Weges abfallen aber
nicht, wie gefordert, über die Länge des Stabes.

Argumentiere stattdessen mit der Lorentzkraft. Aufgrund der Lorentzkraft
auf frei im Stab bewegliche Elektronen sammelt sich auf der einen Seite
negative und auf der gegenüberliegenenden Seite positive Ladung an. Durch
diese Ladungstrennnung entsteht im Stab eine von der Rotationsfrequenz
abhängige Spannung.

Gruß von Bruce

Gast

Hallo bruce danke erstmal für die antwort,aber
ich glaube du hast die aufgabe ein bisschen falch verstanden.

Du schreibst:"Die von dir berechnete
Spannung würde entlang eines geschlossenen Weges abfallen aber
nicht, wie gefordert, über die Länge des Stabes"

Aber bruce die spannung ist doch gegeben ich muss doch die frequenz berechnen.

Der quotient aus fluss und induzierte spannung gibt mir doch die zeit T.
Und 1/T ist dann die frequenz.

Kannst du mir vieleicht deine lösung geben Augenzwinkern

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Warum sollte ich dir eine Lösung ausrechnen? Ich glaube, es genügt
dich auf die entscheidenden physikalischen Zusammenhänge hinzuweisen,
damit Du die Rechnung selbst ausführen kannst. Oder erwartest Du, daß
ich noch überprüfe, ob Du deinen Taschenrechner richtig bedienen kannst?

Bist Du wirklich sicher, daß Du die physikalischen Zusammenhänge
halbwegs verstanden hast? Ich habe da Zweifel!

Eine Spannung ist gegeben, insofern hast Du recht.

Aber wie entsteht diese Spannung? Doch nicht, weil ein zeitlich
veränderliches Magnetfeld vorliegt, oder weil ein magnetischer Fluß
sich ändert sondern weil sich Elektronen mit dem rotierenden Stab senkrecht
zur Feldrichtung bewegen und deswegen aufgrund der Lorentzkraft auf sie
stets eine Kraft parallel zu Stabachse wirkt. Die Atomrümpfe verschieben
sich nicht und deswegen ensteht auf einer Seite negative Überschußladung
und auf der gegenüberliegenden Seite positive Überschußladung.
Das Induktionsgesetz

kommt hier doch gar nicht zur Anwendung, weil das Magnetfeld statisch
und der magnetische Fluß durch den Stab konstant ist.

Bei einer geschlossenen Leiterschleife, die in einem statischen Magnetfeld
rotiert, kann die induzierte Spannung aus der zeitlichen Änderung des magnet-
ischen Flusses durch die Schleife berechnet werden. Aber wie soll das bei
einem Stab funktionieren? Alternativ, kann man im Fall der rotierenden Leiter-
schleife auch über die Lorentzkraft auf die Elektronen argumentieren.

Gruß von Bruce