| Autor |
Nachricht |
Ferdinand0912
Gast
|
 Ferdinand0912 Verfasst am: 09. Feb 2016 11:50 Titel: Richtung der Induktionsspannung |
 |
|
Meine Frage:
Hallo alle zusammen!
Ich habe gerade mal eine Frage zur Induktion und in welche Richtung bzw. wann überhaupt eine Spannung induziert wird.
Folgende Aufgabe erstmal:
Aufgabe 1: Um einen unendlich langen Leiter befindet sich eine konzentrische angeordnete, kreisrunde Leiterschleife. Das Magnetfeld des Leiters verstärkt sich mit der Zeit (der Strom nimmt zu).
Meine Idee dazu: Ich denke in der Leiterschleife wird jetzt gar nichts induziert, weil, egal wie ich meine Hände drehe, kriege ich es nicht hin, dass die Leiterschleife ein Magnetfeld aufbaut, das dem des unendlich langen Leiters entgegen wirkt. Das Magnetfeld des Leiters verläuft ja exakt in gleicher Richtung wie die Leiterschleife..
Aufgabe 2:Jetzt wird die Leiterschleife neben den Leiter in eine Ebene gelegt. Neben einem unendlich langen Leiter liegt also jetzt eine kreisrunde Leiterschleife in Luft.
Meine Idee: Sagen wir der Strom fließt von unten nach oben und die Leiterschleife liegt rechts neben dem Leiter, dann schlägt die Flussdichte ja in der Fläche der Leiterschleife in die Zeichenebene hinein ein. Nun wird auf jeden Fall eine Spannung induziert, die ja eigentlich auch von der unteren zur oberen Klemme sein müsste, um dem Magnetfeld entgegen zu wirken oder?
Wäre nett wenn mir jemand beantworten könnte, ob das soweit richtig ist, was ich gedacht habe.
Danke und liebe Grüße!
Meine Ideen:
Siehe oben
|
|
 |
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 09. Feb 2016 16:25 Titel: |
|
|
|
Was sind denn untere und obere Klemme einer kreisrunden Leiterschleife? Skizze?
|
|
|
Ferdinand0912
Anmeldungsdatum: 09.02.2016
Beiträge: 3
|
| Ferdinand0912 Verfasst am: 09. Feb 2016 16:43 Titel: |
|
|
Zu Aufgabe 1:
Anhang
Zu Aufgabe 2:
Ich lege die Leiterschleife nun einfach mit der Öffnung zum Leiter rechts daneben in eine Ebene
| Beschreibung: |
|
| Dateigröße: |
8.67 KB |
| Angeschaut: |
3380 mal |
|
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 09. Feb 2016 16:55 Titel: |
|
|
Warum ist es denn so schwer, eine einfache Skizze anzufertigen? Meinst Du sowas?
| Beschreibung: |
|
| Dateigröße: |
5.06 KB |
| Angeschaut: |
3374 mal |
|
|
|
|
Ferdinand0912
Anmeldungsdatum: 09.02.2016
Beiträge: 3
|
| Ferdinand0912 Verfasst am: 09. Feb 2016 16:59 Titel: |
|
|
Ja genau... dachte das erscheint logisch 
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 09. Feb 2016 17:08 Titel: |
|
|
Um ein erstes Missverständnis auszuschließen: Die Spannung wird nicht zwischen den Enden der Leiterschleife induziert, sondern entlang der Leiterschleife, ist also eine sog. Umlaufspannung. Sie kann aber zwischen den Enden der Leiterschleife gemessen werden.
Wichtiger als die Spannungsrichtung ist die Richtung des Stromes in der Leiterschleife, falls die Leiterschleife geschlossen wird. In welche Richting würde der Strom im vorliegenden Fall denn fließen, wenn der Strom im unendlich langen Leiter ansteigt?
Dann kannst Du Dir immer noch Gedanken über die Spannungsrichtung und ihre Bedeutung als Erzeuger- oder Verbraucherspannung machen.
|
|
|
Der Helfer
Gast
|
| Der Helfer Verfasst am: 09. Feb 2016 17:09 Titel: |
|
|
Also im Fall 1 ist zu erkennen, dass das vom Leiter erzeugte Magnetfeld die Leiterschleife nicht durchdringt (bzw. nicht die Fläche der Leiterschleife durchdringt). Dies bedeutet das keine Spannung in der Leiterschleife induziert wird.
Im Fall 2 durchdring das Magnetfeld die Spule. Da die Induktionsspannung bekanntlich der Ursache entgegen wirkt, muss ein solcher Strom fließen, dass ein entgegengesetztes Magnetfeld "aufgebaut" wird.
Hoffe ich konnte dir behilflich sein.
Mfg
|
|
|
Ferdinand0912
Anmeldungsdatum: 09.02.2016
Beiträge: 3
|
| Ferdinand0912 Verfasst am: 09. Feb 2016 17:18 Titel: |
|
|
Danke der Helfer!
Im Teil 2, was GvC skizzierte fließt der Strom gegen den Uhrzeigersinn, also in die von dir eingezeichnete Richtung der Spannung!
Das Minus in der Lenz'schen Regel irritiert mich dabei aber noch ein wenig... Hätte ich jetzt auch bei der von GvC eingezeichneten Richtung von U eine negative Spannung, oder muss sie jetzt doch positiv sein, weil ich U ja "richtig" eingezeichnet habe?
|
|
|
Der Helfer
Gast
|
| Der Helfer Verfasst am: 09. Feb 2016 19:44 Titel: |
|
|
Ich vermute mal das die Skizze von GvC den tatsächlichen Stromfluss nicht betrachtet sondern er einfach nur einen Zählpfeil für U eingefügt hat. Für diesen Fall müsste U<0 sein damit die Lenz'sche Regel greift.
Das mit der Lenz'schen Regel kannst du dir so erklären: Jedes System versucht immer im Ruhezustand zu verweilen, so auch ein Elektron. Um diesen Ruhezustand aufrecht zu erhalten fließt demnach ein Strom der die äußeren Einwirkung (versucht) zu negieren.
Mfg
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 09. Feb 2016 23:47 Titel: |
|
|
| Der Helfer hat Folgendes geschrieben: | Ich vermute mal das die Skizze von GvC den tatsächlichen Stromfluss nicht betrachtet sondern er einfach nur einen Zählpfeil für U eingefügt hat. Für diesen Fall müsste U<0 sein damit die Lenz'sche Regel greift.
|
Vermutlich habt ihr beide meinen Hinweis nicht gelesen, dass die induzierte Spannung nicht zwischen den offenen Klemmen, sondern um den Fluss herum verläuft (wenn die Klemmen kurzgeschlossen werden, tritt dort ohnehin nicht die induzierte Spannung auf).
Was das Vorzeichen angeht, so ist zunächst festzustellen, dass es sich bei der induzierten Spannung um eine Erzeugerspannung handelt, die im Erzeuger - die vom Fluss durchsetzte Leiterschleife ist ja ein "Erzeuger" - einen Strom antreibt, der wegen der Lenzschen Regel linkswendig dem Fluss zugeordnet sein muss. Wenn der Fluss in die Zeichenebene hinein gerichtet ist, bedeutet linkswendige Zuordnung die Richtung gegen den Uhrzeigersinn. Deshalb das Minuszeichen im Induktionsgesetz. Denn "positiv" würde rechtswendige Zuordnung bedeuten (wie das z.B. bei der Zuordung der magnetischen Feldstärke und dem erregenden Strom der Fall ist).
Da die kurzgeschlossene Leiterschleife gleichzeitig als Verbraucher fungiert (es werden in ihr ohmsche Verluste produziert), ist die Richtung der Verbraucherspannung gleichzeitig auch die Richtung der Erzeugerspannung.
Einen Pfeil für die induzierte Spannung zwischen die Klemmen der offenen Leiterschleife zu zeichnen, wie das von Ferdinand0912 getan wurde und wie ich es einfach erstmal übernommen habe, um genau diese Erklärung hier abgeben zu können, ist also falsch oder zumindest extrem erklärungsbedürftig.
|
|
|
Der Helfer
Gast
|
| Der Helfer Verfasst am: 10. Feb 2016 12:47 Titel: |
|
|
Tatsächlich muss ich dir recht geben, bei der Stromrichtung habe ich mich verschaut.
Nur eine Frage zu dem Spannungspfeil, meiner Meinung nach würde dieser (im e-technischen Sinne) nur darstellen das hier versucht wird eine Spannung zu messen. Und da wie du schon gesagt hast , die Leiterschleife ein Verbrauch darstellt kann ich über diesem einen Spannungsabfall messen.
Das die induzierte Spannung nicht an dieser Stellen "entsteht" ist mir bewusst.
MfG
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 10. Feb 2016 16:49 Titel: |
|
|
| Der Helfer hat Folgendes geschrieben: | | Und da wie du schon gesagt hast , die Leiterschleife ein Verbrauch darstellt kann ich über diesem einen Spannungsabfall messen. |
Wenn Du die Spannung über den Klemmen mit einem idealen Voltmeter misst, ist die Leiterschleife kein Verbraucher mehr, sondern nur noch Erzeuger, denn es fließt kein Strom mehr. Nur wenn die Leiterschleife kurzgeschlossen ist, ist die Leiterschleife gleichzeigig Erzeuger und Verbraucher. Denn in ihr wird die Quellspannung induziert, die einen Strom antreibt, der einen Spannungsabfall über dem ohmschen Widerstand der Leiterschleife verursacht.
Tatsächlich kannst Du Dir die Leiterschleife als eine reale Spannungsquelle vorstellen, also als eine ideale Spannungsquelle mit in Reihe liegendem Innenwiderstand (das ist der Widerstand der Leiterschleife). Wenn Du die reale Spannungsquelle kurzschließt (Klemmen der Leiterschleife verbindest), kannst Du keine Spannung mehr messen. Und alle Leistung die die ideale Quelle liefert, wird im Innenwiderstand "verbraucht". Deshalb kannst Du die reale Quelle im Kurzschluss sowohl als Quelle als auch als Verbraucher bezeichen. Wenn Du die Klemmen offen lässt, kannst Du die Leerlaufspannung der Spannungsquelle messen, kannst sie aber nicht als Verbraucher bezeichnen.
|
|
|
Der Helfer
Gast
|
| Der Helfer Verfasst am: 10. Feb 2016 18:21 Titel: |
|
|
Alles klar, habe ich verstanden.
Vielen Dank.
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
