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Maggio7
Gast
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 Maggio7 Verfasst am: 30. März 2015 16:05 Titel: Induktionsspannung durch Flächenänderung |
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Meine Frage:
Guten Mittag,
ich bin gerade am verzweifeln. Ich soll die induzierte Spannung bestimmen in einem homogenen Magnetfeld. Hierbei verstehe ich wesentliche Dinge nicht :(
Die Aufgabe lautet wie folgt:
Zum Zeitpunkt t=0cm befindet sich eine quadratische Leiterschleife (2cm x 2cm) in 1cm Entfernung von einem homogenen Magnetfeld (B = 2 mT). Bestimmen Sie den Zeitverlauf der induzierten Spannung für 0s< t <8s, wenn die Leiterschleife einer Geschwindigkeit von v=0,5 cm/s entspricht.
Meine Ideen:
Zu der folgenden Aufgabe habe ich diese Skizze angefertigt:
 http://up.picr.de/21437697hn.jpg
Im folgenden wird das Induktionsgesetz benötigt:
1) Meine erste Überlegung war, folgende:
Mit den gegebenen Werten lässt sich bestimmen das ich nach 2 Sekunden noch nicht im Magnetfeld eingedrungen bin und somit Uinduziert noch 0 ist.
2) Im nächsten Schritt habe ich errechnet:
Nach 6s ist meine Leiterschleife vollständig im Magnetfeld eingetaucht.
Nun benötige ich das Induktionsgesetz:
Hierbei ist aber nicht A gegeben, sodass dieses errechnet werden muss. Und genau hier fangen die Probleme an:
A ist Zeitabhängig -> Aber wie bekomme ich jetzt eine Zeitabhängige Gleichung heraus?
mfg Maggio |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 30. März 2015 17:20 Titel: |
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| Maggio7 hat Folgendes geschrieben: | Nach 6s ist meine Leiterschleife vollständig im Magnetfeld eingetaucht.
Nun benötige ich das Induktionsgesetz: |
Nein jetzt benötigst Du gar nichts mehr. Denn wenn sich die Leiterschleife vollständig im Magnetfeld befindet, ändert sich der Fluss nicht, es sei denn, das Magnetfeld ist nur 2cm breit, so dass nach 6 Sekunden das vordere Ende der Leiterschleife das Magnetfeld schon wieder verlässt. Es wird nur Spannung induziert, wenn sich der Fluss in der Leiterschleife ändert. Das ist nur so lange der Fall, wie die Leiterschleife in das Magnetfeld ein- oder aus ihm austritt. Solange sie sich vollständig im Magnetfeld befindet oder vollständig außerhalb des Magnetfeldes, wird keine Spannung induziert.
Du solltest also den vorgegebenen Zeitraum von 8 Sekunden in mehrere Intervalle unterteilen und dabei unterscheiden, wann sich die Leiterschleife außerhalb des Magnetfeldes befindet, wann sie in das Magnetfeld eintritt, wann sie sich vollständig im Magnetfeld befindet (sofern dieser Fall überhaupt eintritt, denn Du hast die Abmessungen des Magnetfeldes nicht gegeben), wann sie das Magnetfeld wieder verlässt und wann sie sich wieder volständig außerhalb des Magnetfeldes befindet.
Da Du die horizontale Abmessung des Magnetfeldes nicht verraten hast, lässt sich nur der erste Zeitabschnitt  identifizieren. Für die folgenden Zeitabschnitte benötiogst Du die Magnetfeldabmessungen. |
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Maggio
Gast
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| Maggio Verfasst am: 30. März 2015 19:12 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Maggio7 hat Folgendes geschrieben: | Nach 6s ist meine Leiterschleife vollständig im Magnetfeld eingetaucht.
Nun benötige ich das Induktionsgesetz: |
Nein jetzt benötigst Du gar nichts mehr. Denn wenn sich die Leiterschleife vollständig im Magnetfeld befindet, ändert sich der Fluss nicht, es sei denn, das Magnetfeld ist nur 2cm breit, so dass nach 6 Sekunden das vordere Ende der Leiterschleife das Magnetfeld schon wieder verlässt. Es wird nur Spannung induziert, wenn sich der Fluss in der Leiterschleife ändert. Das ist nur so lange der Fall, wie die Leiterschleife in das Magnetfeld ein- oder aus ihm austritt. Solange sie sich vollständig im Magnetfeld befindet oder vollständig außerhalb des Magnetfeldes, wird keine Spannung induziert.
Du solltest also den vorgegebenen Zeitraum von 8 Sekunden in mehrere Intervalle unterteilen und dabei unterscheiden, wann sich die Leiterschleife außerhalb des Magnetfeldes befindet, wann sie in das Magnetfeld eintritt, wann sie sich vollständig im Magnetfeld befindet (sofern dieser Fall überhaupt eintritt, denn Du hast die Abmessungen des Magnetfeldes nicht gegeben), wann sie das Magnetfeld wieder verlässt und wann sie sich wieder volständig außerhalb des Magnetfeldes befindet.
Da Du die horizontale Abmessung des Magnetfeldes nicht verraten hast, lässt sich nur der erste Zeitabschnitt identifizieren. Für die folgenden Zeitabschnitte benötiogst Du die Magnetfeldabmessungen. |
Schon mal vielen Dank für deine Antwort. 
Die Abmessungen des Magnetfeldes sind nicht bekannt, habe gerade nochmal nachgeschaut.
Als Tipp steht da nur, denken Sie an das Ableiten.
Jetzt bin ich verwirrt  |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 30. März 2015 20:27 Titel: |
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| Maggio hat Folgendes geschrieben: | | Die Abmessungen des Magnetfeldes sind nicht bekannt, habe gerade nochmal nachgeschaut. |
Das kann ich zwar kaum glauben, da damit die obere Grenze der Zeitangabe (8 Sekunden) sinnlos wird, aber wenn Du's sagst ...
Also kannst Du nur annehmen, dass das Magnetfeld unendlich ausgedehnt ist. Dann wird lediglich im Zeitraum zwischen 2 und 6 Sekunden eine konstante Spannung von
induziert. Davor und danach ist die induzierte Spannung Null. |
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Maggio
Gast
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| Maggio Verfasst am: 31. März 2015 13:05 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Maggio hat Folgendes geschrieben: | | Die Abmessungen des Magnetfeldes sind nicht bekannt, habe gerade nochmal nachgeschaut. |
Das kann ich zwar kaum glauben, da damit die obere Grenze der Zeitangabe (8 Sekunden) sinnlos wird, aber wenn Du's sagst ...
Also kannst Du nur annehmen, dass das Magnetfeld unendlich ausgedehnt ist. Dann wird lediglich im Zeitraum zwischen 2 und 6 Sekunden eine konstante Spannung von
induziert. Davor und danach ist die induzierte Spannung Null. |
okay besten Dank..
Mal angenommen ich hätte eine dreieckige Leiterschleife, die zum Zeitpunkt t=0 in ein homogenes Feld eintritt..
Hier wieder das gleiche Spiel das Magnetfeld hat keine Abmessungen.
v=0,1 m/s
B=0,1T
Gleichschenkliges Dreieck Abmaße -> L=0,5m
____________________________________________
 -> Hier wird eine Spannung induziert
 -> Konstant (keine induzierte Spannung)
Aber wie komme ich jetzt auf A(t) für
Muss ich nun einfach den Fächeninhalt des Dreieckes berechnen, sprich
=\frac{1}{2}\cdot v\cdot t)
mfg Maggio |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. März 2015 14:08 Titel: |
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Bevor wir hier aneinander vorbei reden, sind ein paar Fragen zu klären.
1. Falls es sich bei dem Dreieck tatsächlich um ein gleichschenkliges Dreieck handelt, fehlt die Angabe des Winkels zwischen den gleichen Schenkeln oder die der gegenüberliegenden Seite. Oder handelt es sich vielleicht um ein gleichseitiges Dreieck?
2. Was ist mit "Abmaße -> L=0,5m" gemeint. Ist L die Schenkellänge oder die Höhe des Dreiecks?
3. In welcher Richtung wird das Dreieck in das Magnetfeld geführt, mit der Spitze voran oder mit der Grundseite?
4. Wo befindet sich das Dreieck zum Zeitpunkt t=0?
Am besten kannst Du die Fragen mit einer Skizze beantworten.
Übrigens: Deine Angabe von A(t) kann nicht richtig sein. Die stimmt dimensionsmäßig nicht. Links vom Gleichheitszeichen steht eine Fläche, rechts eine Länge. |
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Maggio7
Anmeldungsdatum: 31.03.2015
Beiträge: 2
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| Maggio7 Verfasst am: 31. März 2015 15:19 Titel: |
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Hier die Skizze:
http://up.picr.de/21446420qx.jpg
Um nochmal auf mein A(t) zurück zukommen.
Hab ich noch folgende Idee:
g und h sind ja jeweils Zeitabhängig, die Grundseite wäre ja nichts anderes wie v*t. Die Höhe ist ebenfalls abhängig von der Zeit und der Geschwindigkeit was ebenfalls v*t bedeutet.
Sprich meine Formel lautet:
=\frac{1}{2} \cdot v\cdot t\cdot v\cdot t)
Ist das eine richtige Überlegung?
mfg Maggio |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. März 2015 16:06 Titel: |
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Deine Skizze erklärt leider überhaupt nichts. Sie stimmt auch nicht mit dem Text überein, der von einem gleichschenkligen Dreieck spricht. Dargestellt ist dagegen ein rechtwinkliges Dreieck mit drei unterschiedlich langen Seiten. Deshalb wird auch nicht klar, was mit der Schenkellänge gemeint ist. Es wird auch nicht klar, wo sich das Dreieck zum Zeitpunkt t=0 befindet, also wie groß die Entfernung der rechten Dreiecksecke vom linken Rand des Magnetfeldes ist.
Die einzige Frage, die mit der Skizze beantwortet wird, ist die nach der Bewegungsrichtung. Offenbar wird das Dreieck mit der Spitze voran in das Magnetfeld geführt. Aber sicher kann man sich dessen bei all den Ungereimtheiten, die Deine Angaben enthalten, einschließlich Deiner abenteuerlichen Bestimmung der Fläche auch nicht sein. |
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Maggio7
Anmeldungsdatum: 31.03.2015
Beiträge: 2
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| Maggio7 Verfasst am: 31. März 2015 18:01 Titel: |
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Meine Skizze entspricht exakt der Aufgabenstellung. Vielleicht ist meine Skizze ein bisschen unmaßstäblicher als die Originale, aber das sind alle Werte die ich zur Verfügung habe. Ich werde mich mal erkundigen .
mfg Maggio |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. März 2015 18:39 Titel: |
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| Maggio7 hat Folgendes geschrieben: | | Meine Skizze entspricht exakt der Aufgabenstellung. |
Ich habe Dir bereits Gründe genannt, warum das nicht sein kann. |
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Maggio77
Gast
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| Maggio77 Verfasst am: 31. März 2015 19:05 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Maggio7 hat Folgendes geschrieben: | | Meine Skizze entspricht exakt der Aufgabenstellung. |
Ich habe Dir bereits Gründe genannt, warum das nicht sein kann. |
Ja das stimmt das will ich auch nicht leugnen. Ich muss mir das mal nachfragen beim Aufgabensteller.. |
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