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Relativgeschwindigkeit bei Wirbelstrombremsen relevant?
 
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ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3384

Beitrag ML Verfasst am: 04. März 2016 01:22    Titel: Relativgeschwindigkeit bei Wirbelstrombremsen relevant? Antworten mit Zitat

Hallo,

ich würde gerne wissen, ob es bei Wirbelstrombremsen bestehend aus einem Permanentmagneten und einer metallischen Scheibe nur auf die Relativgeschwindigkeit zwischen Permanentmagneten und Scheibe ankommt.

In diesem Thread wurde die Frage schon behandelt http://www.physikerboard.de/topic,46882,-wirbelstrombremsen.html, wobei GvC mir versichert hat, dass es bei "echten" Wirbelstrombremsen wirklich nur auf die Relativgeschwindigkeit ankäme (meine "unechte" Wirbelstrombremse, auch als Faradayscheibe bekannt, wollte er nicht gelten lassen).

Ich verstehe aber nicht, wie ich das erkennen soll. Skeptisch bin ich vor allem auch deshalb, weil in keiner der elektromagnetischen Grundgleichungen irgendwo eine Relativgeschwindigkeit vorkommt.


Ein konkretes Beispiel:

- oberes Bild:
Hier bewegt sich der Magnet mit der Geschwindigkeit v nach rechts, während die Metallscheibe im Laborystem ruht. An er vorderen Kante verursacht der sich bewegende Magnet im Metall ein dB/dt >0, nach hinten ein dB/dt < 0. Der induzierte Strom will dieser Flussdichteänderung entgegenwirken. Es ergeben sich entgegengesetzt gerichtete Wirbelströme jeweils unter den beiden Kanten des Magneten.

- unteres Bild:
Hier bewegt sich die Metallscheibe mit der Geschwindigkeit v nach links, während der Magnet im Laborsystem ruht. Für einen Beobachter im Laborsystem wirkt jeweils unter der gesamten Fläche des Magneten im Metall eine Lorentzkraft auf die Leitungselektronen, so dass sich auch Wirbelströme ergeben.

Die Stromlinien habe ich so, wie ich sie mir qualitativ vorstelle, jeweils aus Sicht eines auf der Platte ruhenen Beobachters skizziert. Wenn ich mir einen kurzen Magneten vorstelle, ähneln sich beide Bilder recht gut. Stelle ich mir aber einen langen Magneten vor (wie im Bild eingezeichnet), ähneln sich die Bilder nicht mehr so richtig.
Ich frage mich daher, ob hier wirklich die gleichen Bremskräfte wirken.

Vielleicht stehe ich aber auch auf dem Schlauch und übersehe etwas Wichtiges.


Viele Grüße
Michael



Wirbelstrom.png
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Wirbelstrom.png


GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 04. März 2016 12:12    Titel: Antworten mit Zitat

ML hat Folgendes geschrieben:
wobei GvC mir versichert hat, dass es bei "echten" Wirbelstrombremsen wirklich nur auf die Relativgeschwindigkeit ankäme


Ich habe nie gesagt, dass es nur auf die Relativgeschwindigkeit ankäme. Insbesondere habe ich auf das Erfordernis der Inhomogentität des Magnetfeldes im Bereich der Bremsplatte sowie u.a. auf die Stärke des Magnetfeldes und auf die Leitfähigkeit der Bremsplatte hingewiesen.


In Deiner Skizze sieht es so aus, als würden die Wirbelströme durch den Magneten verlaufen. Das ist nicht der Fall. Ich würde deshalb besser eine andere Darstellungsperspektive wählen, wie beispielsweise hier:

https://www.google.de/search?q=wirbelstrombremse&ie=utf-8&oe=utf-8&gws_rd=cr&ei=UGvZVofKCaGB6AS3z7LIDg
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3384

Beitrag ML Verfasst am: 04. März 2016 12:50    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

GvC hat Folgendes geschrieben:
ML hat Folgendes geschrieben:
wobei GvC mir versichert hat, dass es bei "echten" Wirbelstrombremsen wirklich nur auf die Relativgeschwindigkeit ankäme


Ich habe nie gesagt, dass es nur auf die Relativgeschwindigkeit ankäme. Insbesondere habe ich auf das Erfordernis der Inhomogentität des Magnetfeldes im Bereich der Bremsplatte sowie u.a. auf die Stärke des Magnetfeldes und auf die Leitfähigkeit der Bremsplatte hingewiesen.

Nun leg das bitte nicht gleich auf die Goldwaage. Ich möchte Dich ja gar nicht kritisieren. Wozu auch? Du schreibst immer qualitiativ sehr hochwertige Forenbeiträge und kennst Dich offenbar sehr gut mit den Themen aus, über die Du schreibst.

Wenn ich Dich richtig verstanden habe, gehst Du aber schon davon aus, dass beim Vorhandensein eines inhomogenen Magnetfelds im Bereich der Platte und ansonsten gleichen Bedingungen* nur die Relativgeschwindigkeit von Platte und Magnet relevant ist.
Sonst ergibt Deine Aussage:
Na ja, bei der Wirbelstrombremse hat die Bremswirkung durchaus etwas (sogar alles) mit der Relativgeschwindigkeit zwischen Magnet und Leiterplatte zu tun.
nämlich keinen richtigen Sinn.

Was ich gerne verstehen möchte ist, weshalb es folglich nicht nötig ist, beide Einzelgeschwindigkeiten zu kennen, sondern nur die Relativgeschwindigkeit zwischen Magnet und Bremsscheibe relevant ist**.

Zitat:

In Deiner Skizze sieht es so aus, als würden die Wirbelströme durch den Magneten verlaufen.

Ich kann leider nicht so schön zeichnen. Die Ströme sollen in der Bremsscheibe unter dem Magneten verlaufen.


Viele Grüße
Michael



* konkrekt: gleicher Permanentmagnet, gleicher Abstand zwischen Permanentmagnet und Bremsplatte, gleiche Leitfähigkeit der Bremsplatte

** Was ich mir dann irgendwann auch nochmal anschauen möchte ist, inwiefern es relevant ist, dass der bewegte Magnet aus Sicht des Laborsystems elektrisch aufgeladen ist. Meinem Bauchgefühl nach hat das hier aber eine untergeordnete Bedeutung, da Magnet und Platte sich nicht berühren. Deshalb habe ich es nicht eingezeichnet.
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