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Magnetfeld einer langen Spule
 
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Plsleute
Gast





Beitrag Plsleute Verfasst am: 19. Jan 2014 14:25    Titel: Magnetfeld einer langen Spule Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Ich muss eine Formel für die magnetische Spule herleiten, dabei habe ich Proportionalitäten aufgestellt:







Nun versuche ich Anhand diesen Angaben eine Formel herzuleiten.

Zur anderen Aufgabe:

Teilversuch 4:

Stoff im Inneren der Spule | B in T
Eisen |
Luft |
----------------
Bedingungen:
l= 80 cm
N= 30
I= 20 A

Kann man mit diesem Versuch die Konstante oder eine Permeabilität aufstellen?

Meine Ideen:
Ich habe nur eine vereinfachte Idee.



Ich weiß aber nicht, wie ich das begründen soll :(

Zum Teilversuch:

Zu der Hergeleiteten Formel braucht man eine Konstante, da habe ich leider keine Idee -.-

Danke schon mal
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 19. Jan 2014 14:51    Titel: Re: Magnetfeld einer langen Spule Antworten mit Zitat

Plsleute hat Folgendes geschrieben:
...
Meine Ideen:
Ich habe nur eine vereinfachte Idee.



Ich weiß aber nicht, wie ich das begründen soll :(


Das hast du doch schon. Du hast die Proportionalitäten zwischen B und den drei anderen Größen bereits festgestellt. Jetzt fehlt nur noch die Erkenntnis, dass man einen Proportionalitätsfaktor einführen muss, um aus dieser Proportionaltät eine Gleichung zu machen. Diesen Proportionalitätsfaktor nennt man Permeabilität mit dem Formelzeichen µ. Also



Der Proportionalitätsfaktor ist materialabhängig. Aus Praktikabilitätsgründen definiert man



wobei µ0 als absolute Permeabiltät oder magnetische Feldkonstante genannt wird. Sie ist die Permeabiltät des Vakuums. µr ist die relative Permeabilität oder Permeabiltätszahl und gibt an, um welchen Faktor sich die Permeabilität eines Stoffes von der des Vakuums unterscheidet. Die Permeabiltätszahl der allermeisten Stoffe (mit Ausnahme der sog. Ferromagnetika) ist 1 oder ganz, ganz nahe an 1.

Plsleute hat Folgendes geschrieben:
Zum Teilversuch:

Zu der Hergeleiteten Formel braucht man eine Konstante, da habe ich leider keine Idee -.-


s.o.
Plsleute
Gast





Beitrag Plsleute Verfasst am: 19. Jan 2014 14:56    Titel: Antworten mit Zitat

Verstehe.

Kann man eigentlich die Permeabilität von Eisen mit diesem Teilversuch bestimmen?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 19. Jan 2014 15:16    Titel: Antworten mit Zitat

Plsleute hat Folgendes geschrieben:
Verstehe.

Kann man eigentlich die Permeabilität von Eisen mit diesem Teilversuch bestimmen?


Prinzipiell ja. Das hängt aber stark vom Versuchsaufbau ab. Wo und wie wurde denn die Induktion B gemessen? Dass nach den von Dir vorgestellten Werten das B im Eisen geringer sein soll als unter sonst gleichen Bedingungen in Luft, kann ich nämlich nicht verstehen.

Kannst Du den Versuch mal näher erläutern und/oder skizzieren?
Plsleute
Gast





Beitrag Plsleute Verfasst am: 19. Jan 2014 15:25    Titel: Antworten mit Zitat

Sie haben Recht smile

Teilversuch 4:
Stoff im Inneren der Spule| B in T
Luft ----> 4,54 * 10 ^(-5)
Eisen -----> 9,46 * 10 ^(-5)



Es wurden vier Teilversuche durchgeführt und ich habe für die ersten drei Teilversuche die Proportionalitäten aufgeschrieben und versucht eine Gleichung herzuleiten und das ist mir dank Ihnen gelungen smile.
Nun soll ich erläutern, weshalb in den Teilversuchen stets nur eine Größe geändert wurde, um ihren Zusammenhang zur magnetischen Feldstärke zu untersuchen. Zu guter letzt soll die Permeabilitätszahl des im Teilversuch 4 verwendeten-Eisens bestimmt werden.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 19. Jan 2014 16:20    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Teilversuch 4:
Stoff im Inneren der Spule| B in T
Luft ----> 4,54 * 10 ^(-5)
Eisen -----> 9,46 * 10 ^(-5)


Auch das kann eigentlich nicht stimmen.

Noch einmal meine Fragen:
1. Wo und wie wurde die Induktion B gemessen?
2. Wie sieht der Versuchsaufbau aus?
Toddy



Anmeldungsdatum: 02.11.2013
Beiträge: 17

Beitrag Toddy Verfasst am: 19. Jan 2014 16:37    Titel: Antworten mit Zitat

Ich bin Plshilfe:
Wir haben nur die Experimentierergebnisse bekommen:

http://www.directupload.net/file/d/3507/c4gyu9vm_jpg.htm
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 19. Jan 2014 16:58    Titel: Antworten mit Zitat

Du hast nur diese kleine Tabelle bekommen, die auch noch fragwürdig ist (z.B. schreibst Du, der Strom sei 20 A, hier ist er nur 2 A)? Und Du hast keine Versuchsbeschreibung, keine Skizze des Versuchsaufbaus? Dann muss ich passen.

Was steht denn sonst noch auf dem Blatt, von dem Du einen Ausschnitt abfotografiert hast?

Es ist doch ausgesprochen wichtig zu wissen, an welcher Stelle die Induktion gemessen wird und wie der gesamte Versuchsaufbau aussieht. Die Induktion kann nicht im Eisen gemessen werden. Das geht doch nur in einem Luftspalt. Wie groß ist der? Wie groß sind die Abmessungen des Eisenkerns?

Merke: Nur vollständige Aufgabenstellungen haben eine Aussicht, hier umfassend behandelt zu werden.
Toddy



Anmeldungsdatum: 02.11.2013
Beiträge: 17

Beitrag Toddy Verfasst am: 19. Jan 2014 17:16    Titel: Antworten mit Zitat

Untersuchen Sie anhand der folgenden Experimentierergebnisse, wie die magenetische Feldstärke B im Inneren einer Spule von der Windungszahl N, von der Länge der Spule l, abhängt. Geben Sie für die Teilversuche 1 bis 3 jeweils einen mathematischen Zusammenhang an und fassen sie diese unter Berücksichtigung der Aussage zur Stoffabhängigkeit zu einer Gleichung zusammen. Erläutern Sie, weshalb in den Teilversuchen stets nur eine Größe geändert wurde, um ihren Zusammenhang zur magentischen Feldstärke zu untersuchen. Bestimmen Sie die Permeabilitätszahl des im Teilversuch 4 verwendeten-Eisens.

Teilversuch 1:

N 0 5 10 15

B in T 0 1,58*10^(-5) 3,15*10^(-5) 4,72*10^(-5)

Bedingungen:

I= 2,0 A

l= 80 cm

Stoff im Inneren der Spule: Luft

----------------------------------------------------------------------------------

Teilversuch 2:

l in m 0 0,2 0,4 0,6

B in T 0 3,80*10^(-4) 1,90*10^(-4) 1,27*10^(-4)

Bedingungen:

I=2,0 A

N= 30

Stoff im Inneren der Spule: Luft

------------------------------------------------------------------------------------

I in A 0 0,5 1,00 1,50

B in T 0 2,35*10^(-5) 4,73*10^(-5) 7,09*10^(-5)

Bedingungen:
l= 80cm

N=30

Stoff im Inneren der Spule: Luft

-----------------------------------------------------

Teilversuch 4 haben Sie schon.


Vielleicht geht es ja auch nur ums Prinzip. Oder wie man die Permeabilitätszahl allgemein bestimmen kann.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 19. Jan 2014 17:22    Titel: Antworten mit Zitat

Ok. Da es offenbar keine Skizze gibt, aus der zusätzliche Informationen über den Versuchsaufbau gewonnen werden können, insbesondere über den Ort der Messung, muss ich, wie bereits gesagt, passen.
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