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macman2010
Anmeldungsdatum: 16.02.2013
Beiträge: 294
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 macman2010 Verfasst am: 28. Mai 2013 09:29 Titel: Generator spannung. |
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Wenn sich eine Leiterschleife inerhalb eines homogenen mangnetfelds befindt. dieses kann nie etwas induziert werden egal wie man es dreht und wendet... oder??
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macman2010
Anmeldungsdatum: 16.02.2013
Beiträge: 294
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 28. Mai 2013 10:09 Titel: |
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| macman2010 hat Folgendes geschrieben: | | wie man sie dreht, der fluss ist immer gleich, wie soll da was induziert werden. |
Es geht nicht um den Fluss zwischen den Magnetpolen, sondern darum, welcher Anteil davon durch die Leiterschleife hindurchgeht. In der gezeigten Stellung ist der Fluss durch die Leiterschleife Null. Ist die Leiterschleife dagegen um 90° gedreht, ist der Fluss durch die Leiterschleife maximal, nämlich B*A. Der Fluss durch die Leiterschleife ist bei Rotation der Leiterschleife also zeitlich veränderlich. Die zeitliche Änderung des magnetischen Flusses ist laut Induktionsgesetz gleich der induzierten Spannung. In Formeln:
Dabei ist  der Winkel zwischen Flussdichte- und Flächenvektor. (Im verlinkten Beispiel ist in der gezeigten Stellung gerade 90°, der Kosinus also Null und der Fluss demnach auch Null.)
Bei Rotation der Leiterschleife mit konstanter Winkelgeschwindigkeit  ist
und demzufolge
})
Induktionsgesetz für die eindrähtige Leiterschleife:
}))
})
Die induzierte Spannung ist also eine sinusförmige Wechselspannung mit dem Scheitelwert
})
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macman2010
Anmeldungsdatum: 16.02.2013
Beiträge: 294
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| macman2010 Verfasst am: 28. Mai 2013 11:19 Titel: |
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warum sollte der fluss da null sein, die schleife hat doch auch eine dicke.. da werden doch auch feldlinien berührt..
der fluss selbst dürfte and dieser stelle doch sogar maximal sein... denn wenn die spannung die änderung des flusses ist, dann ist der fluss cosinus. und hat wenn der sinus null ist sein maximum.
wann ist der überhaupt null??
Zuletzt bearbeitet von macman2010 am 28. Mai 2013 11:26, insgesamt einmal bearbeitet |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 28. Mai 2013 11:23 Titel: |
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Es geht nicht um die Berührung von Feldlinien, sondern um Feldlinien, die durch die Fläche der Leiterschleife hindurchtreten. Die repräsentieren nämlich den von der Leiterschleife umfassten Fluss, dessen Änderung wiedrum die induzierte Spannung ist.
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macman2010
Anmeldungsdatum: 16.02.2013
Beiträge: 294
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| macman2010 Verfasst am: 28. Mai 2013 11:34 Titel: |
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ist schon klar aber.. die leiterschleife selbst hat ja auch eine dicke. in der auch in dier stellung ein mangnetischer fluss ist, natürlich ist die spannung trotzdem null denn eine konstante wird beim ableiten null... ich will nur wissen ob es so ist.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 28. Mai 2013 12:02 Titel: |
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| macman2010 hat Folgendes geschrieben: | | ... die leiterschleife selbst hat ja auch eine dicke. in der auch in dier stellung ein mangnetischer fluss ist ... |
Ein Fluss existiert zwar (der ist ja konstant), aber nicht durch die Leiterschleife. Der Fluss durch die Leiterschleife ist in der gezeigten Stellung Null.
| macman2010 hat Folgendes geschrieben: | | ... natürlich ist die spannung trotzdem null ... |
Nein, wenn die Leiterschleife mit konstanter Winkelgeschwindigkeit rotiert, ist in der gezeigten Stellung der Leiterschleife die Spannung gerade maximal, denn der Fluss ist zwar Null, die Flussänderung aber maximal. Irgendwie scheinst Du das Induktionsgesetz noch nicht richtig verstanden zu haben.
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macman2010
Anmeldungsdatum: 16.02.2013
Beiträge: 294
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| macman2010 Verfasst am: 28. Mai 2013 16:09 Titel: |
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sorry natürlich ist die spannung maximal.
ich meine aber, die leiterschleife selbst hat ja auch eine dicke, das heißt, auch in dieser stellung liegt eine ganz schmale stelle im Fluss.
also kann sie nicht ganz null sein.
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macman2010
Anmeldungsdatum: 16.02.2013
Beiträge: 294
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| macman2010 Verfasst am: 28. Mai 2013 16:13 Titel: |
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oder meinst du den Fluss in mitten der leiterschleife und nicht auf dei leiterschleife drauf...
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deathunter2
Anmeldungsdatum: 18.08.2012
Beiträge: 38
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| deathunter2 Verfasst am: 28. Mai 2013 16:41 Titel: |
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Wenn du dir die Leiterschleife als Fläche definierst vernachlässigst du dabei eine Raumrichtung, das ist schon ok so 
Deshalb kann man auch sagen wenn diese Fläche parallel auf den Feldlinien steht wird sie nicht von eben diesen Durchdrungen
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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macman2010
Anmeldungsdatum: 16.02.2013
Beiträge: 294
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| macman2010 Verfasst am: 28. Mai 2013 17:08 Titel: |
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ja aber die Leiterschleife wird doch von den feldlinien durchstoßen, denn im endefekt kommt es ja nur auf das metall an, und nicht auf dass in der Mitte. Oder ist das irgendwie anders definiert.. wie ist der fluss durch die leiterschleife definiert, bzw. spannung wird ja immer dann induziert, wenn das metall eine feldlinie schneidt. also, in der stellung wo der meinung nach maximal ist ist die spannung null, da kein Metall berührt wird.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 02. Jun 2013 04:29 Titel: |
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| macman2010 hat Folgendes geschrieben: | | ist schon klar aber.. die leiterschleife selbst hat ja auch eine dicke. in der auch in dier stellung ein mangnetischer fluss ist, natürlich ist die spannung trotzdem null denn eine konstante wird beim ableiten null... ich will nur wissen ob es so ist. |
Wenn ich Dich richtig verstehe, willst Du wissen, wie Du Dir die zu einem dicken Leiter zugehörige Fläche vorstellen kannst.
Meine Antwort lautet in Kurzform: Besser gar nicht. Denn in Wirklichkeit ist es umgekehrt. Du denkst Dir eine Fläche und schaust dann, welches E-Feld an deren Randlinie herrscht. Dies funktioniert am leichtesten, wenn sich entlang der Randlinie der Fläche Metall befindet, das sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Randlinie im Raum bewegt.
Induktionsgesetz
Das Induktionsgesetz ist in integraler Schreibweise für Flächen (die per Definition "unendlich dünn" sind) und deren Randlinien definiert (die sind genauso "dünn"). Es sagt etwas darüber aus, wie das E-Feld entlang der Randlinie einer Fläche mit der Flußänderung durch die Fläche zusammenhängt:
 \cdot \mathrm{d}\vec s= -\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}t} \int_A \vec B \cdot \mathrm{d}\vec A )
Der Vektor u ist dabei die Geschwindigkeit der (gedachten) Randlinie der Fläche.
Wirkung des Metalls
Wenn sich in einem Magnetfeld ein Stück Metall mit der Geschwindigkeit v_Metall bewegt, so wird man aufgrund der Anwesenheit des Metalles an diesem Ort innerhalb kürzester Zeit feststellen:
E+v_Metall=0
Der Grund hierfür ist, daß das Metall leitfähig ist. Die Leitungselektronen im Metall werden sich immer so lange verschieben, bis schließlich die Summe aus der Coulombkraft qE und die Lorentzkraft q v_MetallxB auf ein Leitungselektron sich kompensieren, so daß gilt:
=\vec 0.)
Kombination von Induktionsgesetz und Metalleigenschaften
Wir stellen uns vor, daß sich am Ort unserer gedachten Linie (bis auf eine kleine Unterbrechung) überall Metall von unserem Draht befindet, das sich mit der Geschwindigkeit v_Metall=u (also genau so schnell wie unserer Linie) bewegt. In diesem Bereich wird dann gelten:
E+uxB=E+v_MetallxB=0
Der Anteil der metallisierten Strecke am gesamten Ringintegral verschwindet also.
Wir müssen uns nun noch den Bereich zwischen den Enden des Drahtes anschauen. Dort befindet sich das Oszilloskop, das normalerweise relativ zum Beobachter ruht. Es ist insofern sinnvoll, daß wir uns den Bereich der Randlinie zwischen den Drahtenden als ruhend vorstellen. Das bedeutet, daß wir u innerhalb des Oszilloskopes zu u=0 definieren.
Der Term (E+uxB) ist folglich innerhalb des Oszilloskopes identisch mit E. Das Oszilloskop mißt nun bauartbedingt das Integral über E entlang der (nicht metallisierten) Strecke innerhalb des Oszilloskopes und zeigt diesen Wert als Klemmenspannung an. Die Klemmenspannung entspricht der Flußänderung durch die Fläche.
Fazit:
Entscheidend dafür, daß Du an den Klemmen des Drahtes die Flußänderung mißt ist, ob sich am Ort der gedachten Randlinie der Fläche Metall befindet. Ob die (gedachte) Linie exakt in der Mitte des Drahtes oder ein bißchen außerhalb der Mitte liegt, ist egal. Hauptsache ist, daß am Ort der Linie Metall ist.
Viele Grüße
Michael
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