wirbelstrombremse

xeal1 · Gast

hi leute !
Die aufgabe lautet folgendermaßen:
Zeige, dass die Geschwindigkeit v mit der ein metallstück bewegt wird, proportional zur Bremskraft ist.
Wie zeige ich das ?
einfach mit der formel Fb= e * v * B ?
ich find das wäre etwas einfach *g*

Gast

http://www.lmtm.de/PhysiXTM/induktion/bilder/wirbelstrombremse.gif

Besser U = B*l*v, was dann einen Strom erzeugt der als P = I^2/R verheizt wird,
was der Bremsleistung entspricht, ähnlich wie bei turbulenter Strömung.

Gast

Korrektur: P = I^2*R

Gast

hm, das Bild kommt mir bekannt vor Augenzwinkern

wie kommst du auf die Formel U = B * l * v ?
bzw. für was steht das l ?
Ich kenne nur die Formel für die Lorenzkraft auf einen Stromdurchflossenen leiter: F = B * L * I
mit I = n*A*v*e bekommt man dann die Kraft auf ein einzelnes Elektron:
F= B*v*e

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

xeal1 · Gast

hm ja, is nachvollziehbar.. danke !
ist denn meine erklärung eigentlich falsch ?

xeal1 · Gast

jetzt weiss ich wieder woher mir deine Formel so bekannt vorkam ... Augenzwinkern

Das ist ja im Prinzip der Ansatz: elektrische Kraft = Lorenzkraft
Beim Halleffekt war der Ansatz der selbe, und da war es ja auch so, dass die Elektronenwanderung in der Hallsonde aufgehört hat, wenn die Elektrische Kraft, die der Lorenzkraft entgegengerichtet ist, genau gleich groß ist.
Und die Elektrische Kraft ist ja im Fall der Wirbelstrombremse die Bremskraft oder ???

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

Nein, das stimmt nicht ganz.
Es ist die Lorentzkraft die bremst.

1)
Zunächst bewegst du die Schleife durch das Magnetfeld.

2)
Dies bewirkt eine elektrische Kraft die zu einem Stromfluss I durch den Leiter führt.

3)
Dieser induzierte Strom bewirkt wiederum eine Lorentzkraft F = BIl

Man kann es aber auch interpretieren, dass die induzierten Wirbelstrome ohmsche verluste bewirken (Wärme). Diese Energie muss von aussen aufgebracht werden. Daher ist mechanische Energie notwenig, um die Schleife durch das Magnetfeld zu bewegen. Ohne Kraft ist das nicht möglich, dies ist dann die Bremskraft. Nehmen wir an du hast eine Leiterschleife mit Widerstand R:

Einsetzen:

Die Bremskraft ist daher proportional zur Geschwindigkeit.

Gast xx · Gast

Hi Leute
ich habe mal eine Frage zum Thema Wirbelströme. Ich weiß, dass Wirbelströme mit Hilfe der elektromagnetischen Induktion zu verstehen ist, d.h. in eine sich zwischen zwei Elektromagneten befindende Metallscheiben werden elektr. Ströme induziert, die aber keine geordnete Form haben. Desshalb Wirbelstrom. Doch wie kann ich das Phänomen mit Hilfe des Induktionsgesetzes und der Lenz'schen Regel erklären?
Wenn mir da jemand weiterhelfen könnte wäre das super!!!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die elektrischen Ströme in einer solchen Metallscheibe werden induziert, wenn sich die Metallscheibe im Magnetfeld bewegt.
Die dabei induzierten Ströme haben sehr wohl eine geordnete Form, sie sind nämlich Kreisströme. (Deshalb heißen sie Wirbelströme.)

Dann bewegt sich nämlich ein Teil der Scheibe, der vorher nicht im Magnetfeld war, ins Magnetfeld hinein.
Das Induktionsgesetz und die Lenzsche Regel sagen, dass sich dabei die Scheibe dagegen wehrt, dass das Magnetfeld sich ändert (hier: zunimmt). Und zwar indem sie mit einem Kreisstrom ein Magnetfeld erzeugt, das dem äußeren entgegengerichtet ist. Das sind die induzierten Wirbelströme.

Natürlich werden Wirbelströme auch dort induziert, wo sich die Scheibe aus dem Magnetfeld herausbewegt. Dort werden Wirbelströme erzeugt, die versuchen, das Magnetfeld aufrechtzuerhalten, also fließen die Wirbelströme dort in entgegengesetzter Drehrichtung zu den oben genannten.