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Roland G.
Gast
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 Roland G. Verfasst am: 20. Sep 2015 20:22 Titel: Magnetostatische Kraft einer Platte |
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Hallo
wie berechnet man die Kraft, wenn sich zwei Magnetfelder die parallel zu den sich gegenüberliegenden Platten befindet
wie hier:
wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/el-2009/node23.html
-> Magnetfeld einer homogenen Stromverteilung in einer dünnen Platte.
das wie man es kennt mit den parallel liegenden Leitern, kann man nicht nehmen (ausprobiert).
mit den parallel liegenden Leitern
F = I^2*s/(2*pi*µ0*d)
I = Stom in Ampere
µ0 = Magnetische Feldkonstante in 4 pi 10^-7
s = die Länge der Leiter
d = deren Abstand zueinander |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 20. Sep 2015 21:31 Titel: |
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lieber Roland,
bitte bring die Frage semantisch und auch grammatikalisch in Ordnung, oder erwarte dir andernfalls keine Antwort. Es ist schon ziemlich frech, sowas hier zu hinterlassen: Du willst Hilfe, nimmst dir aber nicht mal die zwei Minuten Zeit, einen korrekten Satz hinzuschreiben? Man kann sich zwar ungefähr denken, was du hier meinst, aber die Motivation, überhaupt etwas dazu sagen, sinkt gegen Null...
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Roland G.
Gast
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| Roland G. Verfasst am: 20. Sep 2015 21:48 Titel: |
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ENTSCHULDIGUNG
Die neue Fassung
Guten Abend
Ich habe ine Frege die sich mit der Kraft von Magnetfelderd zueinander befast (annalog zu der Kraft zwischen elektrischen Feldern) und komme leider bei dieser Frage da sie micht sehr interreseiert leider nicht weiter könntet ihr mir dabei Helfen
meine Frage:
Wie berechnet man die Kraft, wenn sich zwei Magnetfelder die parallel zu den sich gegenüberliegenden Platten befinden
wie hier:
wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/el-2009/node23.html
-> Magnetfeld einer homogenen Stromverteilung in einer dünnen Platte.
das wie man es kennt mit den parallel liegenden Leitern, kann man nicht nehmen (rechnerrisch ausprobiert).
mit den parallel liegenden Leitern
F = I^2*s/(2*pi*µ0*d)
I = Stom in Ampere
µ0 = Magnetische Feldkonstante in 4 pi 10^-7
s = die Länge der Leiter
d = deren Abstand zueinander |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 20. Sep 2015 21:54 Titel: |
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| Roland G. hat Folgendes geschrieben: |
Wie berechnet man die Kraft, wenn sich zwei Magnetfelder die parallel zu den sich gegenüberliegenden Platten befinden |
was willst du damit sagen? Mir erschließt sich der Satz schon grammatikalisch nicht...Welche Kraft? Du meinst wahrscheinlich:
Wie berechnet man die Kraft, die zwei parallele stromdurchflossene Platten aufgrund ihres Magnetfeldes aufeinander ausüben?
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Roland G.
Gast
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| Roland G. Verfasst am: 20. Sep 2015 22:41 Titel: |
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mmhh, ja
frankshalbwissen.de/2013/02/27/kritik-netzabkoppler/
-> Magnetfeld um mehrere stromdurchflossene Leiter
so wie dargestellt, nur es kommt noch das gleiche von oben,
wenn man die Leiter entsprechent klein macht (Durchmesser gegen 0) dann währe es eine Platte. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 21. Sep 2015 01:32 Titel: |
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| Roland G. hat Folgendes geschrieben: | | s = die Länge der Leiter |
Ist das die Länge in Stromrichtung oder die "Höhe" des Leiters? Ich nehme mal an, es ist die Länge in Stromrichtung. Dann fehlt noch die Höhe, die ich mal h nenne.
Die Lorentzkraft auf einen stromdurchflossenen Leiter ist
Dabei ist I2 der Strom in dem Leiter, auf den die Kraft bestimmt werden soll und B1 die Induktion infolge des Stromflusses I1 in dem anderen Leiter.
Natürlich kann man auch die Kraft auf den Leiter 1 infolge des Stromflusses im Leiter 2 bestimmen, dabei kommt bekanntermaßen derselbe Betrag raus.
Im vorliegenden Fall (Link der Uni Ulm) handelt es sich nach der Drei-Finger-Regel wegen entgegengesetzter Stromrichtung um eine abstoßende Kraft (ich bin zu faul, das vektoriell zu notieren).
Wie die magnetische Induktion infolge des Stromflusses im Leiter 1 bestimmt wird, ist in dem Link der Uni Ulm beschrieben:
 Falsch. Korrektur weiter unten
mit
Korrektur:
Das entspricht auch der Herleitung im Link der Uni Ulm.
Also
Eingesetzt in die Kraftgleichung:
Sind beide Ströme gleich groß, dann ergibt sich natürlich
Zuletzt bearbeitet von GvC am 21. Sep 2015 19:04, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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Roland G.
Gast
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| Roland G. Verfasst am: 21. Sep 2015 01:54 Titel: |
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Das ist sehr, sehr cool  und das um diese Zeit
Ich wäre nie darauf gekommen, auf diese "einfachheit" am Ende
Eine gute und erholsame Nacht, wie lang sie auch sein möge
Danke  vieleicht mal wieder, war sehr nett
Roland Grünwald |
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Roland G.
Gast
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| Roland G. Verfasst am: 21. Sep 2015 11:11 Titel: |
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Guten Tag
mir ist was aufgefallen, da es doch schon recht spät war, schreibe ich jetzt
bezogen auf den Link der Uni Ulm (die zwei Platten, wenn jeder sein eigenes B-Feld hatt)
da fehlt der Abstand zwischen den Platten in der Kraftberechnung, da doch das B-Feld radial abnimmt (von einem Leiter aus gesehen) |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 21. Sep 2015 11:52 Titel: |
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| Roland G. hat Folgendes geschrieben: | | da fehlt der Abstand zwischen den Platten in der Kraftberechnung, da doch das B-Feld radial abnimmt (von einem Leiter aus gesehen) |
Nein, wie Du der Feldliniendarstellung in demselben Link entnehmen kannst, ist das Feld zwischen den Platten homogen, d.h. unabhängig von dem gerade betrachteten Ort. Irgendwie scheinst Du die Herleitung doch noch nicht so richtig verstanden zu haben.
Natürlich ist das in der Realität nur näherungsweise der Fall und auch nur für sehr lange Platten (lang in h-Richtung). Genauso gibt es eine Näherungslösung für lange Spulen, die Du möglicherweise kennst.
Solche Idealisierungen werden häufig gemacht, z.B. auch für das elektrische Feld in einem Plattenkondensator.
Also schau Dir die Herleitung nochmal genauer an. Falls Du dazu Fragen hast, stelle sie. |
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Roland G.
Gast
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| Roland G. Verfasst am: 21. Sep 2015 13:57 Titel: |
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es ging ja eigentlich nicht um genau diese Aufgabenstellung, diese Aufgabenstellung diente eigentlich nur wie der link zu frankshalbwissen.de
zu visualisierung, da es doch heißt (ein Bild sagt mehr als tausend Worte)
die Frage war wohl am Anfang nicht so eindeutig und klar formuliert
ich habe noch mal einen anderen link zu frankshalbwissen.de gesucht um die Frage noch besser zu visualisieren
rankshalbwissen.de/wp-content/uploads/2013/02/2013-02-27_mehrere-leiter.png
der link soll eine Platte darstellen (grob)
auf dieser Platte wirk (die Polung des Stomflusses spiel dabei keine Rolle, da sich wohl nur das Vorzeischen der Kraft änder wird) von oben eine gleich Platte in einen Abstand von d, wie groß ist die Kraft zwische den Platten? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 21. Sep 2015 14:39 Titel: |
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| Roland G. hat Folgendes geschrieben: | | ... wie groß ist die Kraft zwische den Platten? |
Das hab ich Dir bereits beantwortet. Was hast Du daran nicht verstanden? |
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Roland G.
Gast
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| Roland G. Verfasst am: 21. Sep 2015 16:24 Titel: |
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d.h. unabhängig von dem gerade betrachteten Ort. 
es gibt keine Kräfte (anziehend oder abstoßed) abhängig vom Abstand bei "unterschiedlichen" (aus unerschiedlichen Richtungen aber in einer Ebene) homogenen Feldlinien die aufeinandertreffen?
demnach existieren Kräfte (anziehend oder abstoßed) nur wenn Pole beieinander liegen ? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 21. Sep 2015 17:25 Titel: |
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| Roland G. hat Folgendes geschrieben: | | d.h. unabhängig von dem gerade betrachteten Ort. |
Das ist die - vielleicht etwas ungeschickte - Beschreibung eines homogenen Feldes. Sie besagt nichts anderes, als dass im gesamten homogenen Feldbereich Richtung und Betrag der Induktion (magnetische Flussdichte B) gleich sind.
| Roland G. hat Folgendes geschrieben: | es gibt keine Kräfte (anziehend oder abstoßed) abhängig vom Abstand bei "unterschiedlichen" (aus unerschiedlichen Richtungen aber in einer Ebene) homogenen Feldlinien die aufeinandertreffen?
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Eine Lorentzkraft wirkt immer auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld (allgemein: auf bewegte Ladungsträger im Magnetfeld), solange der Strom nicht dieselbe Richtung hat wie das Magnetfeld. Ich verstehe allerdings nicht,was Du mit aufeinandertreffenden homogenen Feldlinien meinst. In einem homogenen Feld treffen keine Feldlinien aufeinander. Die sind immer schön parallel, sonst wäre das Feld nicht homogen.
| Roland G. hat Folgendes geschrieben: | | demnach existieren Kräfte (anziehend oder abstoßed) nur wenn Pole beieinander liegen ? |
Was meinst Du denn damit? Was sind beieinanderliegende Pole? Im Magnetfeld existieren immer Kräfte, sofern sich in ihm Ladungen nicht parallel zur Feldrichtung bewegen. Und diese Kräfte wirken auf die bewegten Ladungen (s.o.).
Die etwas verworrene Formulierung in Deinem Beitrag hat mich allerdings zu einem Fehler geführt, den ich gemacht habe. Vielleicht lösen sich mit der nachfolgenden Korrektur alle Missverständnisse auf.
In meinem Beitrag vom 21. Sept. um 01.32 Uhr hatte ich unter Hinweis auf den Link der Uni Ulm als Flussdichte infolge des Stromflusses in einer Platte diejenige von beiden Stromflüssen, also diejenige infolge des Stromflusses in beiden Platten bestimmt. Das ist natürlich falsch. Die Kraft, um die es hier geht, ist die Kraft auf einen Strom in einer Platte im Magnetfeld der anderen Platte. Und das Magnetfeld nur einer Platte ist natürlich nur halb so groß wie das zwischen beiden gegensinnig vom Strom durchflossenen Platten. Fließen die Ströme in beiden Platten in dieselbe Richtung, ist das Magnetfeld zwischen den Platten Null, dafür außerhalb des Plattenraumes doppelt so groß wie das Feld einer Platte. Dennoch üben beide stromdurchflossenen Platten eine Kraft aufeinander aus, diesmal nicht abstoßend, sondern anziehend. Denn die Kraft wird immer bestimmt als Kraft auf eine stromdurchflossene Platte im Magnetfeld der anderen stromdurchflossenen Platte.
Ich werde den Fehler in dem genannten Beitrag jetzt sofort korrigieren. |
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Roland G.
Gast
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| Roland G. Verfasst am: 21. Sep 2015 21:38 Titel: |
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GvC
Ich verstehe allerdings nicht,was Du mit aufeinandertreffenden homogenen Feldlinien meinst
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ich versuche es mal, nur das stadt dem E-Feld das sektrecht zur platte steht, das B-Feld parallel zu Platte steht
elektrostatisch:
zwei Platten sind entgengesetzt elektrisch aufgeladen es bildet sich je ein E-Feld senkrecht zur Platte aus, die zweiten Platten befinden sich in einen Abstand von d zueinander auf beide wirk eine anzeihende elektrostatische Kraft
magnetostatisch:
zwei Platten werden über je eine Seite ihrer Breite von einem Strom durchflossen, es bilden sich je homoge magnetische Feldlinen parallel zu den Platten aus.
Die beiden Platten befinden sich in einen Abstand von r zueinander auf beide wirkt eine Kraft ( Lorentz-Kraft ), homoge magnetische Feldlinen werden zueinander ( anziehend oder abstoßend ? ),
anziehend oder abstoßend der beiden Platten ist dann wohl von der jeweiligen Stromrichtung abhänig.
Die Lorentz-Kraft zur berechnung stromdurchflossener Leiter ist allgemein bekannt
F = l*I^2*µ0/(2*pi*r),
so wird auch µ0 berechnet mit: F = 1 Newton; l,r = 1 Meter; I = 1 Ampere
aber hier werden aus Leitern (dünne Fäden) Platten mit begrenzter größe
man müsste Kraft pro Fläche berachten
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GvC
Was meinst Du denn damit?
Pol zu Pol (Schrotplatz E-Magnet und Auto)
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GvC
Die etwas verworrene Formulierung in Deinem Beitrag hat mich allerdings zu einem Fehler geführt,
hatte doch was gutes  |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 22. Sep 2015 01:50 Titel: |
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| Roland G. hat Folgendes geschrieben: | Die Lorentz-Kraft zur berechnung stromdurchflossener Leiter ist allgemein bekannt
F = l*I^2*µ0/(2*pi*r),
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Weißt Du auch, wie diese Formel zustande kommt? Falls ja, dürftest Du eigentlich keine Fragen mehr haben, wieso der Nenner 2*pi*r in dem vorliegenden Problem durch 2*h ersetzt wird. Wieso steht da I²? Erkläre.
| Roland G. hat Folgendes geschrieben: | | so wird auch µ0 berechnet mit: F = 1 Newton; l,r = 1 Meter; I = 1 Ampere |
Na ja, als Schülerexperiment kann man das ja mal machen. Aber die absolute Permeabiltät ist eine Naturkonstante, die nach den Maxwellschen Gleichungen mit zwei anderen Naturkonstanten, der absoluten Permittivität und der Lichtgeschwindigkeit in einem festen Zusammenhang steht.
Tatsächlich wird über die Kraft zwischen zwei stromdurchflossenen Leitern seit 1948 die Basiseinehit Ampere definiert.
| Roland G. hat Folgendes geschrieben: | aber hier werden aus Leitern (dünne Fäden) Platten mit begrenzter größe
man müsste Kraft pro Fläche berachten |
Nee, Kraft pro Länge. Und die Länge hast Du mit s bezeichnet. Die Kraft ist, wie bereits gesagt,
mit
Letzteres ergibt sich zwingend aus dem Durchflutungssatz (Ampere-Gesetz).
Hinweis: Zu der bereits zuvor schon mal erwähnten Idealisierung gelangst Du, indem Du jede Platte als Ausschnitt aus einer unendlich ausgedehnten Platte betrachtest. Das dürfte Dir auch erklären, warum das Magnetfeld auf beiden Seiten einer stromdurchflossenen Platte homogen und somit unabhängig vom Abstand zur Platte ist.
| Roland G. hat Folgendes geschrieben: | | Pol zu Pol (Schrotplatz E-Magnet und Auto) |
Das hat mit dem hier diskutierten Problem nichts zu tun. Dort geht es um Kräfte auf Grenzflächen, hier um Kräfte auf stromdurchflossene Leiter. Die Berechnung dieser beiden Phänomene geschieht auf vollkommen unterschiedliche Art und Weise. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 23. Sep 2015 01:55 Titel: |
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| Roland G. hat Folgendes geschrieben: | Die Lorentz-Kraft zur berechnung stromdurchflossener Leiter ist allgemein bekannt
F = l*I^2*µ0/(2*pi*r),
so wird auch µ0 berechnet mit: F = 1 Newton; l,r = 1 Meter; I = 1 Ampere |
Im Übrigen ist das natürlich Quatsch. Wenn schon, dann muss für die Kraft gelten: F=2*10^(-7)N. Und dann ist es natürlich fraglich, ob sich so kleine Kräfte in der Realität tatsächlich messen lassen. Meine Bemerkung bzgl. "Schülerexperiment" ist damit natürlich auch Unsinn. |
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