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bewegtes magnetisches Feld
 
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winter



Anmeldungsdatum: 19.07.2012
Beiträge: 70
Wohnort: Berlin

Beitrag winter Verfasst am: 21. Okt 2015 18:11    Titel: bewegtes magnetisches Feld Antworten mit Zitat

magn. Feld wirkt ins unendliche.

Bewegstes magn. Feld übt auf eine elektrische Ladung Lorenztkraft aus, erzeugt in einem Leiter Spannung an seinen Enden..

Nun dreht sich ein magn.Feld um ein Zentrum. Und seine Feldlinien drehen sich mit.. d.h. ab einer Entfernung würden sie tangential überlichtschnell werden.. Paradoxon Hammer
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399

Beitrag ML Verfasst am: 21. Okt 2015 19:02    Titel: Re: bewegtes magnetisches Feld Antworten mit Zitat

Hallo,

winter hat Folgendes geschrieben:
magn. Feld wirkt ins unendliche.

Bewegstes magn. Feld übt auf eine elektrische Ladung Lorenztkraft aus,

Die Lorentzkraft wirkt, wenn eine Ladung sich in einem Magnetfeld bewegt. Entscheidend sind hierbei keine "Relativgeschwindigkeiten", sondern die Geschwindigkeit der Ladung im jeweils als Bezugssystem gewählten Inertialsystem. (Wenn es unbedingt eine Relativgeschwidnigkeit sein soll, dann bitte die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Koordinatenursprung und der Ladung).

Einem Magnetfeld kann man, anders als es Deine Überschrift suggeriert, auch mit Sicherheit keine Geschwindigkeit zuordnen -- zumindest nicht vernünftig; irgendwas definieren kann man natürlich immer. Was Du als "bewegtes Magnetfeld" interpretierst, ist höchstwahrscheinlich ein zeitveränderliches Magnetfeld*.

Hier kannst Du Dir die grundlegenden Experimente zu dem Themengebiet ansehen. Insbesondere das Experiment mit den sich drehenden Scheiben dürfte aufschlussreich sein (Faraday'sches Paradoxon):
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Induktion#Grundlegende_Experimente


Viele Grüße
Michael



* Beim nochmaligen Lesen denke ich sogar, dass Du über ein zeitlich konstantes Magnetfeld sprichst.


Zuletzt bearbeitet von ML am 22. Okt 2015 17:55, insgesamt einmal bearbeitet
index_razor



Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259

Beitrag index_razor Verfasst am: 21. Okt 2015 19:47    Titel: Re: bewegtes magnetisches Feld Antworten mit Zitat

winter hat Folgendes geschrieben:
Paradoxon


"Wait. A paradox? You mean one of those things that can destroy the universe?" -- Marty McFly

Happy Future Day.
winter



Anmeldungsdatum: 19.07.2012
Beiträge: 70
Wohnort: Berlin

Beitrag winter Verfasst am: 21. Okt 2015 22:25    Titel: Re: bewegtes magnetisches Feld Antworten mit Zitat

ML hat Folgendes geschrieben:
Hallo,

winter hat Folgendes geschrieben:
magn. Feld wirkt ins unendliche.

Bewegstes magn. Feld übt auf eine elektrische Ladung Lorenztkraft aus,

Die Lorentzkraft wirkt, wenn eine Ladung sich in einem Magnetfeld bewegt. Entscheidend sind hierbei keine "Relativgeschwindigkeiten", sondern die Geschwindigkeit der Ladung im jeweils als Bezugssystem gewählten Inertialsystem. (Wenn es unbedingt eine Relativgeschwidnigkeit sein soll, dann bitte die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Koordinatenursprung und der Ladung).

Einem Magnetfeld kann man, anders als es Deine Überschrift suggeriert, auch mit Sicherheit keine Geschwindigkeit zuordnen -- zumindest nicht vernünftig; irgendwas definieren kann man natürlich immer. Was Du als "bewegtes Magnetfeld" interpretierst, ist höchstwahrscheinlich ein zeitveränderliches Magnetfeld.

Hier kannst Du Dir die grundlegenden Experimente zu dem Themengebiet ansehen. Insbesondere das Experiment mit den sich drehenden Scheiben dürfte aufschlussreich sein (Faraday'sches Paradoxon):
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Induktion#Grundlegende_Experimente


Viele Grüße
Michael



ich bin wohl Opfer des Igelmodels... Gut, dass ich gefragt habe. wirklich erstaunlich.. das ändert alles. das muss in die Schulphysik rein
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399

Beitrag ML Verfasst am: 22. Okt 2015 10:05    Titel: Re: bewegtes magnetisches Feld Antworten mit Zitat

Hallo,

winter hat Folgendes geschrieben:

ich bin wohl Opfer des Igelmodels... Gut, dass ich gefragt habe. wirklich erstaunlich.. das ändert alles. das muss in die Schulphysik rein

einige besonders engagierte Lehrer, wie beispielsweise Herr Dr. Hübel (der im Wikipediaartikel zitiert wird) entwickeln ja auch bessere Erklärungsmodelle für den Schulunterricht und versuchen, das Igelmodell aus den Lehrbüchern rauszubekommen.

Mein Eindruck ist aber, dass die meisten anderen Lehrer das Induktionsgesetz selbst nicht so recht verstehen. Das merkt man an vielen Stellen, sei es bei der Integralform des Induktionsgesetzes (die fast überall falsch steht), sei es bei Erklärungen zum Faraday'schen oder Hering'schen Paradoxon oder eben beim Igelmodell.

Den Autor des Beitrags im BR (Schulfernsehen) habe ich vor Jahren auch schon einmal auf seinen Fehler aufmerksam gemacht. Er propagiert dort auch das Igelmodell und erklärt Induktion anhand der Anzahl von Magnetfeldlinien, die den Leiter kreuzen. Ich habe zwar ein Eingangsbestätigung erhalten, aber nie eine Antwort. Das fehlerhafte Video ist weiterhin im Netz:
http://www.br.de/telekolleg/faecher/physik/trimester3/physik-22-induktion100.html
http://www.br.de/telekolleg/faecher/physik/trimester3/tk-physik-22-video1-leiter100.html



Viele Grüße
Michael


Zuletzt bearbeitet von ML am 22. Okt 2015 10:19, insgesamt 2-mal bearbeitet
winter



Anmeldungsdatum: 19.07.2012
Beiträge: 70
Wohnort: Berlin

Beitrag winter Verfasst am: 22. Okt 2015 17:15    Titel: nicht einfach Antworten mit Zitat

ich bin mir nicht sicher, ob nicht eine andere deutung das Ergebnis erklärenkann..

würde gerne noch mit rein translatorischer Bewegung des magneten dasselbe Experiment finden..

also, wenn ich ein Stück Leiterdraht an Voltmeter anschließe, und mit einem Permanentmagnetetn daran "vorbei fliege", würdeic h einen spannungsauschlag erwarten. Das mache ich mal.

Bei Radiowellen steht die Antenne und das Feld ist mit c in Photonen bewegt..undes induziert Spannung ind er Antenne..

Gibtes nicht Elektrogeneratoren, wo Rotor mit Permanentmagneten versehen ist und im stator sind ruhende wicklungen, die erzeugten strom liefern?

Igelmodel trifft genaugenommen nur auf Elektrofeld zu. Magn. Felder zeichnet manals LInien, die in N und S Polen enden und starten.

Es ist sehr spannend. Ich habe davon weder in der Schule noch an der Uni Etechnik was gehört. die Lehre ist sehr auf mathematische Theorien gestellt,und vernachlässigt emirische Erkenntnisse und die Fragestellungen, man meint einfach die Antworten schonmal reinstopfen und jut ist. Aber ohne vorheriges Wundern und Fragen ist es eine tote MAterie.

Dabei ist es leicht nachzubauen und hat enorme Aussagekraft. Es hat nicht weniger Mystik an sich als die quantengeister effekte, wenn man nachdenkt.
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399

Beitrag ML Verfasst am: 22. Okt 2015 18:36    Titel: Re: nicht einfach Antworten mit Zitat

Hallo,

winter hat Folgendes geschrieben:

also, wenn ich ein Stück Leiterdraht an Voltmeter anschließe, und mit einem Permanentmagnetetn daran "vorbei fliege", würdeic h einen spannungsauschlag erwarten. Das mache ich mal.

Ja, wenn Du die Spannung ausreichend verstärkst, wirst Du den Ausschlag sehen. Grund ist aber nicht, dass hier Magnetfeldlinien den Leiter "schneiden". Wir hatten ja schon gesehen, dass diese Erklärung bei der Faradayscheibe nicht aufgeht.

Zur Erklärung versetzen wir uns ins Laborsystem, in dem das Voltmeter ruht. Wenn der Magnet durch die Luft fliegt, erzeugt dieser ein zeitlich veränderliches Magnetfeld. Diese zeitliche Veränderung des Magnetfeldes ist aber gleichbedeutend mit einer Wirbelstärke des E-Feldes (sagt das Induktionsgesetz). Aus dieser Wirbelstärke des E-Feldes speist sich die Oszilloskopanzeige.

Sagt Dir das was -- Wirbelanteil eines Feldes? Wenn ein E-Feld einen Wirbelanteil hat, dann bedeutet das, dass die Kirchhoffsche Maschenregel nicht aufgeht. Oder anders gesagt: Wenn sich eine Ladung einmal im Kreis durch den Stromkreis bewegt, dann speist sie Energie ins elektromagnetische Feld ein bzw. entnimmt dem Feld Energie.

Im Beispiel erkennst Du das daran, dass im (ruhenden) Leiter, also in den Zuleitungen zum Oszilloskop, kein E-Feld vorhanden ist. Zwischen den Kondensatorplatten im Oszilloskop aber schon. Der Maschensatz ist also wirklich verletzt. Das Ringintegral über E ist ungleich null.

Wenn sich ein Leiter im B-Feld bewegt, dann muss man zusätzlich berücksichtigen, dass sich nun im Leiter ein von Null verschiedenes E-Feld einstellt. Bei kleinen Strömen oder (genauer) bei I=0 gilt:

Physikalisch steckt hier dahinter, dass im Leiter so lange Ladungen verschoben werden, bis sich ein Kräftegleichgewicht aus Coulombkraft und Lorentzkraft ergibt:

(Dieser Teil der Erklärung im Telekolleg ist in Ordnung.)

Zitat:

Bei Radiowellen steht die Antenne und das Feld ist mit c in Photonen bewegt..undes induziert Spannung ind er Antenne..

Photonen brauchen wir hier gar nicht als Modell. Du hast aufgrund der elektromagnetischen Welle in der Luft ein E-Feld. Dieses dringt zumindest teilweise in den Antennendraht ein und verursacht dort Ströme, die Du messen kannst.

Zitat:

Gibtes nicht Elektrogeneratoren, wo Rotor mit Permanentmagneten versehen ist und im stator sind ruhende wicklungen, die erzeugten strom liefern?

Ich denke, Du meinst die permanent erregten Drehstrom-Synchronmaschinen.

Zitat:

Igelmodel trifft genaugenommen nur auf Elektrofeld zu. Magn. Felder zeichnet manals LInien, die in N und S Polen enden und starten.

Das verzwickte am Igelmodell ist ja, dass es oft zutrifft -- sonst würde ja jeder gleich merken, dass daran etwas faul ist. Aber es trifft letztlich eben doch nur zufällig zu. Da steckt keine Systematik dahinter.

Insbesondere fehlt bei den ganzen Igelmodellgeschichten eine Betrachtung der Bezugssysteme. Es macht für die Oszilloskopanzeige einen großen Unterschied, ob in dem Beispiel mit der Faradayscheibe das Voltmeter im Laborsystem ruhen lässt oder ob es sich mit der Scheibe (im Magnetfeld) dreht!
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Induktion#/media/File:Faradayscheibe.svg

Du kannst Dir ja mal überlegen, welche Anzeige auf dem mitbgewegten Oszilloskop zu sehen ist. Geh hierbei am besten davon aus, dass das B-Feld beim Oszilloskop noch genauso groß ist wie an der Scheibe.


Viele Grüße
Michael
winter



Anmeldungsdatum: 19.07.2012
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Wohnort: Berlin

Beitrag winter Verfasst am: 23. Okt 2015 16:35    Titel: nicht so einfach Antworten mit Zitat

gut dass Du sich damit gern befasst und auskennts Michael

aber ich habe Ungereimtheiten entdeckt..

die von mir gewünschte translatorische Bewegung ist weiter unten im gleichen wikipediaartikel erklärt, aber nicht stehender Leiter und bewegter Magnet leider. Mit Hufeisen. und da wird auch bei festehendem leiter und bewegtem Draht Spannung erzeugt. Der Hübel wird zitiert. Er e erklärte уs mit Änderung des magnetischen Flusses, die entlang des Hufeisens nicht konstant sein soll. Gut, dann muss man andere Anordnung aufbauen, die es auschließt.

Weiter behaupten die Wikiauthoren, dass die änderung der magn. Flussdichte IMMER vorliegt, wenn eine spannung gemessen wird! Aber- bei der gedrehten scheibe, wenn Magnet mitgedreht ist - wo ist denn da die Änderung des magn. Flusses? Es gibt keine, alles ist symmetrisch. Die Drehung des Magneten wurde doch als völlig irrelevant erkannt. nun doch nicht, aber wie kann sich die magn. Flussdichte hier ändern?

Ich habe das Experiment so durchgeführt: ein Kupferdraht ca. 1 mm Durchmesser, Länge ca. 15 cm. Permannentmagnete Nyodym, mehrere Scheibenmagnete. 2 Durchmesser 15 mm, und 4 Stück 12 mm, alle 5 mm dick, aufeinander gestapelt. Mit einem Pol (in Achsrichtung) zum Draht positioniert.

Multimeter hat Digitalanzeige, leider, mit 200 Millivolt Messbereich.

Leiter lag unbewegt, Magnete bewegt, so dicht wie möglich über dem Leiter. Ausschlag deutlich da gewesen, so 2-3 mVolt. Irgendwas geht ab. Das dürfte zwar nicht sein, aber durch Bewegung haben wir ja kein homogenes Feld mehr, am Rand kommt zunächst geringere dann zunehmende Flussdichte über den Leiter. Ok, um fehlende Spannung zu prüfen, müsste das Magnet sehr großflächig sein und nur in seinem homogenen Teil bewegt werden. Auch muss es eine gleichmässige Bewegung sein und Startphasen sind abzuschneiden aus dem Ergebnis.. Dann würde wohl das Faradayparadox zu sehen sein.

Umgekehrt, Magnet ruhend, Leiter bewegt, auch Ausschlag. Und nun Magnet an Draht fest gehalten und alles mitbewegt. Auch Ausschlag, aber nicht so deutlich, 1-2 mV. Sicher hätte ich lieber ein Ossi zum messen der Spannung, aber Ausschläge waren deutlich da.

Ich stelle Ihnen eine Frage, die sich ja auf die bisherigen Erklärungen stützt.

Messanordnung Leiter und Magnet beide ruhend, im PKW mitbewegt. Ich sehe dann gewiss keinen Spannungsausschlag? Aber ein Beobachter am Strassenrand sieht das bewegte System Magnet-Leiter: Sieht er eine Spannung? D.h., wenn wir eine Schiene bauen, mit Schleifkontakten an den Wagen (kann man mit Modelleisenbahn realisieren) – dann erhält der Außenbeobachter eine Spannung, während der innere Beobachter keine erhält? Habe ich das richtig verstanden, es hängt vom Beobachtersystem ab, ob Spannung gemessen wird?

was div und rot E ist hatte ich gelernt. Damals war es lanngweilig.

Gruss
winter



Anmeldungsdatum: 19.07.2012
Beiträge: 70
Wohnort: Berlin

Beitrag winter Verfasst am: 23. Okt 2015 16:47    Titel: korrektur Antworten mit Zitat

zu messungen. Ich hatte nicht 2-3 Milolivolt, sonder 0,2-0,3 mVolt.

und versuchm it magnet und leider gemeinsam bewegt liefert fast nichts, mal 0,1 mv zus ehen gewesen. Das werte ich nun als garnichts. Es mussgen auer aufgebaut werdenu nd genauer vermessen werden.

wieso haben wir keinen translatorischen nachbau des Faradayparadoxons irgendwo zitierbar zu finden?
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