induktion und wechselstrom aufgabe

physik4life · Gast

hallo,
ich hab eine blöde ufgabe bekommen und versteh sie nicht so ganz.
die aufgabe lautet:
EIn quadratisches rähmchen mit der seitenlänge
6 cm hat 500 windungen.das homogene magnetfeld hat die flussdichte B=2,1 mT.seine B-feldlinien sind in die zeichenebene hinein gerichtet.das rähmchen befindet sich teilweise im B-feld.es wird smit der konstanten geschwindigkeit von 1,0 mm/s nach oben gezogen. berechnen sie die spannung Uab zwischen A und B , bevor das rähmchen das B-feld verlässt.geben sie die polung der spannung zwischen A und B an.

ich hab jetzt zwar eine mögliche formel: Uind =nB deltaA/delta t ,aber ich hab ja kein A gegeben.das irritiert mich jetzt irgendwie voll!???
und kann mir jmd sagen welche bedeutu ´ng es hat das die b-feldlinien in die zeichenebene hinein gerichtet sind???
danke für eure hilfe...

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Ich verstehe die Geomtrie dieser Aufgabe überhaupt nicht...

physik4life · Gast

was soll das bedeuten?

Gast

ich meine wie was angeordnet ist.
Ich nehem an die Schleife bewegt sich senkrecht zu den Feldlinien aus dem Feld raus.

Dann ist

Daraus ergäbe sich unmittelbar die Lösung...

Neko · Anmeldungsdatum: 04.07.2004 Beiträge: 526 Wohnort: Berlin

Hm das Induktionsgesetz besagt ja, dass du immer eine induzierte Spannung hast, wenn sich der Fluss (ich glaube es ist der Fluss)

zeitlich ändert, wenn also

ist (n=Windugszahl). Der Fluss ist ja

also das Produkt aus der vom Magnetfeld durchströmten Fläche A und der magnetischen Flussdichte B. Wenn du jetzt den Fluss nach der Zeit ableitest, bekommst du:

da sich B in deinem Fall zeitlich nicht ändert ist der linke Summand natürlich null. es bleibt also für die induzierte Spannung:

Jetzt ist A ja bei dir immer die Fläche, die vom Magnetfeld durchsetzt wird. Da du den Rahmen ja mit einer bestimmten Geschwindikeit durch das Feld bewegst, ändert sich A. Und das Induktionsgesetz besagt, dass es dann einen bestimmten Strom gibt, der durch den Rahmen fließt. Naja gut, nennen wir die Fläche mal

wobei y die Seite des Rahmens ist, die parallel zur Richtung liegt, in die der Rahmen aus dem Magn.Feld rausgezogen wird. Dann ändert sich ja y immer mit der Zeit. x - die Seite, die senkrecht zur Bewegungsrichtung liegt, bleibt konstant. Du musst also schreiben

jetzt ist y eine Funktion der Zeit. Mit der Formel gehst du ins Induktionsgesetz:

Naja und was ist die Änderung von y nach der Zeit? Gerade die Geschwindigkeit. also einfach für

v einsetzen und ausrechnen

Wink

@Mods: bitte verschieben in E-Dynamik
[alles klar, para]

physik4life · Gast

das d steht doch für die breite? aber warum setzt du es denn immer ejn wenn es sich eh gegenseitig aufhebt?

physik4life · Gast

neee nee ich habs das steht ja für delta,aber was ich nicht versteh ist warum du am ende einfach die ableitung von Y hinschreibst.kommt das jetzt wegen dem t weil es sich aufhebt?

Neko · Anmeldungsdatum: 04.07.2004 Beiträge: 526 Wohnort: Berlin

Wenn ich dich richtig verstanden hab...

wenn ich hinschreibe:

dann meint beides die Ableitung von y nach der Zeit. In der Physik wird manchmal das mit dem Punkt benutzt. Die Anzahl der Punkte über der Größe zeigt immer an, wieviel mal die Größe abgeleitet wird (wobei immer nach der Zeit abgeleitet wird). Aber eigentlich werden maximal 2 Punkte verwendet, zumindest hab ich nie mehr als 2 Punkte gesehen. In der Mathematik wird immer y' geschrieben oder y'' etc....

Ach ja, und das x kann ich natürlich vor die Ableitung schreiben, weil es natürlich von t unabhängig ist Wink

eman · Gast

> Uind = n*B*delta_A/delta_t, aber ich hab ja kein A gegeben.

Doch, das ist die Fläche der Spule, x * y = 6cm * 6cm = 36cm^2.
Und du hast vy = 1mm/s, die ganze Spulenfläche wäre nach 60s aus dem Feld gezogen.
Also ist delta_A/delta_t = 36cm^2/60s = 3,6*10^-3/60 = 6*10^-5 (m^2/s)

Anders dargestellt:

delta_A/delta_t = x * vy = 6cm * 1mm/s = 6*10^-5 m^2/s

Noch einfacher:

Nur der quer zur Bewegung liegende Teil der Spule trägt etwas bei, weil
in den parallelen Seiten (y-Richtung) die Kraft auf die Ladungen senkrecht
zur Richtung der Leiter wirkt, also keinen Beitrag zur Spannung liefert.

Damit kannst du auch die Formel Betrag U = B * l * v anwenden,
das gibt wieder B * 6cm * 1mm/s, diesmal ganz ohne die Fläche.

Mit B = 2,1 mT und N = 500 kriegst du Betrag U = 63 µV (nachrechnen).

Die Polarität der Spannung lässt sich nur angeben, wenn auch die Wicklungsrichtung
der Spule bekannt ist, ob sie also in Feldrichtung gesehen linksgängig oder
rechtsgängig gewickelt ist, wo also hier A und B relativ zu Feld und Bewegung sind.

Daumen für Ursache (hier Bewegung),
Zeigefinger für Vermittlung (Feldrichtung),
Mittelfinger für Wirkung (hier Kraft auf Elektronen, Spannung).

Linke Hand für Richtung der Elektronen (Minus nach Plus),
rechte Hand für technische Stromrichtung (Plus nach Minus).