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Nachricht |
LemonTr33
Gast
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 LemonTr33 Verfasst am: 21. Feb 2014 00:04 Titel: Umlaufspannung, magnetischer Fluss |
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Meine Frage:
Hallo,
ich bereite mich gerade auf eine EMF-Klausur vor und komme bei einem Aufgabentyp zur Zeit nicht weiter. Es geht um das Thema Leiterschleifen im Magnetfeld:
Der Aufgabentyp kommt in jedem Jahr in leicht veränderter Form dran, zur Zeit grüble ich über diesem Exemplar (Aufgabe 5):
http://www.biblio.tu-bs.de/semapp/action.php?action=view&mode=file&item=file&document_id=10347&file=klausur_emf11h.pdf
Die Leiterschleife wird durch die beiden Magnetfelder B1 und B2 gezogen. Zunächst sollen die Umlaufspannungen berechnet werden. Es muss also der magnetische Fluss bestimmt werden und anschließend die induzierten Spannungen. Die Lösung lautet dann für den ersten Zeitraum [0, a/v0]:
?L = B1 · h · (a ? v0t) ? B2h · v0t
?R = ?B2h · (a ? v0t)
Meine Fragen hierzu sind:
1. Warum wird der magnetische Fluss im linken Teilbereich von der Feldstärke B2 im rechten Teilbereich beeinflusst?
2. Warum wird B1 positiv gezählt und B2 negativ?
Für Hilfe bedanke ich mich im Voraus schonmal ganz herzlich ;)
LG LemonTr33
Meine Ideen:
Zu 1. habe ich keine wirkliche Idee. Der Fluss wird durch das B-Feld und die durch die Leiterschleife aufgespannte Fläche bestimmt. Warum also pickelt da das B2 mit rein?
Bei 2. gehe ich stark davon aus, dass es mit der Vorzeichenkonvention zu tun hat, allerdings verstehe ich nicht, wo hierbei Ströme um die z-Achse fließen sollen und wie sich das auf den magnetischen Fluss auswirkt. |
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LemonTr33
Gast
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| LemonTr33 Verfasst am: 21. Feb 2014 00:15 Titel: |
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Das sollte oben für den linken Teil (Fluss Links) heißen:
 - B2 \cdot h \cdot v0t )
Der rechte Teil ist dann:
 ) |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 21. Feb 2014 15:57 Titel: |
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| LemonTr33 hat Folgendes geschrieben: | | Es muss also der magnetische Fluss bestimmt werden und anschließend die induzierten Spannungen. |
Oder man wendet gleich das Bewegungsinduktionsgesetz an. Nach den Flüssen ist schließlich überhaupt nicht gefragt.
\cdot \vec{h})
Dann ergibt sich für die Umlaufspannung in der linken Masche
\cdot h)
und in der rechten Masche
| LemonTr33 hat Folgendes geschrieben: | | Warum wird der magnetische Fluss im linken Teilbereich von der Feldstärke B2 im rechten Teilbereich beeinflusst? |
Weil bei einer Bewegung der Leiterschleife in positive x-Richtung während des ersten Zeitabschnitts beide Magnetfelder die linke Masche durchsetzen.
| LemonTr33 hat Folgendes geschrieben: | | Warum wird B1 positiv gezählt und B2 negativ? |
Weil beide Felder laut Aufgabenstellung einander entgegen gerichtet sind.
| LemonTr33 hat Folgendes geschrieben: | | Zu 1. habe ich keine wirkliche Idee. Der Fluss wird durch das B-Feld und die durch die Leiterschleife aufgespannte Fläche bestimmt. Warum also pickelt da das B2 mit rein? |
Habe ich gerade beantwortet.
| LemonTr33 hat Folgendes geschrieben: | | Bei 2. gehe ich stark davon aus, dass es mit der Vorzeichenkonvention zu tun hat, allerdings verstehe ich nicht, wo hierbei Ströme um die z-Achse fließen sollen ... |
Weil die Umlaufspannung, die den Strom antreibt, ebenfalls um die z-Achse herum gerichtet ist.
| LemonTr33 hat Folgendes geschrieben: | | ... und wie sich das auf den magnetischen Fluss auswirkt. |
Überhaupt nicht. Jedenfalls nicht auf den Fluss, der für die Berechnung der induzierten Spannung nach dem von Dir angewandten Ruheinduktionsgesetz verantwortlich ist. |
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LemonTr33
Gast
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| LemonTr33 Verfasst am: 21. Feb 2014 19:08 Titel: |
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Hallo GvC,
erstmal vielen Dank für die schnelle und lehrreiche Antwort 
Die Umlaufspannungen .. da liegt glaube ich eines meiner Probleme. Ich verstehe nicht ganz, wie ich die Umlaufspannungen in der gezogenen Leiterschleife einzeichnen soll bzw mir vorstellen soll.
Eine EMK wird ja nur in den senkrecht zu v liegenden Leiterzweigen induziert, weil nur hier eine Ladungsverschiebung möglich ist.
Das heißt doch, dass in dem Beispiel über R1 und I1 und über dem Strommesser I2 Spannungen induziert werden. (Für den linken Teil der Anordnung und den ersten Zeitraum)
Die Lorentzkraft zeigt im R1-Zweig in negative y-Richtung, also würde ich hier einen Spannungsabfall von oben nach unten Einzeichnen und im I2-Zweig ist das B2 Feld ja in entgegengesetzter Richtung orientiert, folglich zeigt die Lorentzkraft nach "oben" und die Spannung fällt von unten nach oben ab.
Und wo genau und in welche Richtung orientiert muss ich mir nun die Umlaufspannung vorstellen? Wenn ich eine Masche bilde müsste die dann ja dann im Uhrzeigersinn orientiert sein.
Vielen Dank schonmal im Voraus!
Gruß Martin |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 21. Feb 2014 22:18 Titel: |
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| LemonTr33 hat Folgendes geschrieben: | | Und wo genau und in welche Richtung orientiert muss ich mir nun die Umlaufspannung vorstellen? Wenn ich eine Masche bilde müsste die dann ja dann im Uhrzeigersinn orientiert sein. |
Laut Aufgabenstellung soll die Umlaufspannung gegen den Uhrzeigersinn positiv gezählt werden. Die im ganz linken und im mittleren Zweig induzierten Spannungen weisen beide gegen den Uhrzeigersinn um den Fluss in der linken Masche herum, sind also beide positiv zu zählen. Ihre positive Summe ist die sog. Umlaufspannung. |
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