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Geschlossene Drahtschleife und bewegtes Leiterstück
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pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 30. Mai 2016 19:04    Titel: Geschlossene Drahtschleife und bewegtes Leiterstück Antworten mit Zitat

Hallo,

ich hab hier wieder ne Aufgabe zur Leiterschleife, jedoch ist es diesmal eine Leiterschleife ohne großen Widerstand.

Also hier wieder angenommen es wird nur das Magnetfeld der Permanentmagneten betrachtet.

Also zu Punkt 1 und Punk 2 brauche ich ja erstmal die Gleichung für den induzierten Strom Punkt 2 kann ich dann ja leicht mittels Extremwertaufgabe lösen.

Naja die Formel für den Strom ist doch wieder , aber stimmt das so? Ich glaube irgendwie nicht, da ich ja jetzt auch 2 verschiedene fläche immer habe. Also links vom Leiter und rechts vom Leiter, das ist das verwirrende.

Gruß
pulse



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Zuletzt bearbeitet von pulse am 31. Mai 2016 17:02, insgesamt einmal bearbeitet
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 31. Mai 2016 10:25    Titel: Antworten mit Zitat

pulse hat Folgendes geschrieben:
Also zu Punkt 1 und Punk 2 brauche ich ja erstmal die Gleichung für den induzierten Strom


Stell' doch bitte erstmal die Aufgabe vor, bevor Du Fragen dazu stellst.

pulse hat Folgendes geschrieben:
Naja die Formel für den Strom ist doch wieder I=\frac{B\cdot \dot{A}}{R}


Woher hast Du denn diese seltsame Formel, die ja noch nicht einmal dimensionsmäßig stimmt?
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3390

Beitrag ML Verfasst am: 31. Mai 2016 11:09    Titel: Re: Geschlossene Drahtschleife und bewegtes Leiterstück Antworten mit Zitat

Hallo,

pulse hat Folgendes geschrieben:

ich hab hier wieder ne Aufgabe zur Leiterschleife, jedoch ist es diesmal eine Leiterschleife ohne großen Widerstand.

Also hier wieder angenommen es wird nur das Magnetfeld der Permanentmagneten betrachtet.

Was heißt denn nun "ohne großen Widerstand"?
a) mit noch größerem Widerstand (R-->oo); dann wird die Aufgabe viel einfacher, weil I=0 ist oder
b) mit viel kleinerem Widerstand (R-->0)
Dann ändert sich beispielweise überhaupt nicht, weil der induzierte Strom die Flussänderung gerade kompensiert. (Die Flussdichteverteilung ändert sich natürlich schon.)

Ansonsten solltest Du aber, wie von GvC schon angemerkt, unbedingt die komplette Aufgabenstellung posten.

An GvC: Er bezieht sich auf eine vorherige Aufgabe mit einem im homogenen Magnetfeld bewegten Leiterstab, abgeschlossen mit einem großen R. Dazu hatte ich ihm ausführlich geantwortet. Im früheren Zusammenhang stimmt die Gleichung, und die Einheiten auch. ist in dem Fall die Zeitableitung von A.
http://www.physikerboard.de/topic,48159,-leiterstueck-im-magnetfeld.html


Viele Grüße
Michael


Zuletzt bearbeitet von ML am 31. Mai 2016 11:20, insgesamt 4-mal bearbeitet
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8576

Beitrag jh8979 Verfasst am: 31. Mai 2016 11:11    Titel: Antworten mit Zitat

GvC hat Folgendes geschrieben:

Woher hast Du denn diese seltsame Formel, die ja noch nicht einmal dimensionsmäßig stimmt?

Natürlich stimmen die Einheiten.
http://farside.ph.utexas.edu/teaching/302l/lectures/node88.html
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 31. Mai 2016 11:16    Titel: Antworten mit Zitat

jh8979 hat Folgendes geschrieben:
GvC hat Folgendes geschrieben:

Woher hast Du denn diese seltsame Formel, die ja noch nicht einmal dimensionsmäßig stimmt?

Natürlich stimmen die Einheiten.
http://farside.ph.utexas.edu/teaching/302l/lectures/node88.html


Ok, ich habe das "dot" vor dem "A" übersehen. Danke.
pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 31. Mai 2016 17:03    Titel: Antworten mit Zitat

Oh nein, sorry leute. Ich verstehs nicht, der Anhang wurde nicht mit hochgeladen und hatte bisher keine Zeit ins Forum reinzugucken, tut mir leid. War beim anderen Thema zufälligerweise auch so - komisch. Naja hab jetzt den ersten Beitrag editiert und sollte so passen jetzt.
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3390

Beitrag ML Verfasst am: 31. Mai 2016 23:25    Titel: Re: Geschlossene Drahtschleife und bewegtes Leiterstück Antworten mit Zitat

Hallo,

pulse hat Folgendes geschrieben:

Also hier wieder angenommen es wird nur das Magnetfeld der Permanentmagneten betrachtet.

Ok, ist wahrscheinlich immer noch vernünftig. Irgendwann rechne ich das mal an nem exemplarischen Beispiel durch, wann das unvernünftig wird.

Zitat:

Also zu Punkt 1 und Punk 2 brauche ich ja erstmal die Gleichung für den induzierten Strom Punkt 2 kann ich dann ja leicht mittels Extremwertaufgabe lösen.

Naja die Formel für den Strom ist doch wieder , aber stimmt das so?

Im Prinzip ja, wobei R sich hier je nach Position des Leiterstabs verändert.

Der bewegte Leiterstab ist hier quasi eine Spannungsquelle (daran erkennbar, dass in ihm Ladungen entgegen der Kraftrichtung des E-Feldes bewegt werden) und die Verbraucher sind wiederum der Leiterstab (Innenwiderstand) sowie die Parallelschaltung der Schienenanordnungen rechts und links.


Viele Grüße
Michael
pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 01. Jun 2016 14:45    Titel: Antworten mit Zitat

Ahh danke, d.h. die Widerstände sind parallel und ich habe immer dieselbe Spanning. Nur das der widerstand links und rechts wotabhängig Sind, führt das zur stromänderung.

Aber welche Fläche nehme ich dann? Die gesamte Fläche der Leiterschleife ist ja konstant, d.h. es gibt keine Flussänderung und keine Spannungsänderung laut obiger Formel im letzten Beitrag.

Aber wenn diese Null ist, dann auch der Strom laut obiger Formel?

Ist verwirrend irgendwie.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 01. Jun 2016 15:02    Titel: Antworten mit Zitat

In der linken Teilfläche ist die Flächenänderung positiv und die induzierte (Erzeuger-)Spannung deshalb gegen den Uhrzeigersinn gerichtet (der Strom fließt also in der linken Schleife gegen den Uhrzeigersinn, in der rechten im Uhrzeigersinn), in der rechten Teilfläche ist die Flächenänderung betragsmäßig gleich aber negativ, die induzierte Spannung und damit der Strom rechts im Uhrzeigersinn, links gegen den Unrzeigersinn gerichtet. Im bewegten Leiterstück fließen beide Teilströme in dieselbe Richtung (von unten nach oben). Und nur nach diesem Gesamtstrom ist in der Aufgabe gefragt.
pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 01. Jun 2016 18:26    Titel: Antworten mit Zitat

Danke!

D.h. ich hab überall eine gleiche Flächenänderung, also links ist die Flächenänderung positiv, aber vom Betrag her gleich der Änderung rechts.

Aber muss ich jetzt die linke und rechte Seite einzeln betrachten? Du sagtest es handelt sich um den Gesamtstrom der von der Verschiebung des Leiter verursacht wird.

Wenn ich die ganze Fläche betrachte ist diese doch immer konstant, also die zeitliche Ableitung ist schon mal Null, also ist es demnach sinnlos die ganze Fläche zu betrachten.

Was ist, wenn ich mir nur die linke Flächenänderung angucke?

Also: und dann ist

Und mein Gesamtwiderstand besteht dann einfach aus dem Leitstück-Widerstand(konstant) und den linken und rechten zeitabhängigen Widerständen.

Das setze ich nun in die Formel für den induzierten Strom im vorletzten Beitrag ein.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 01. Jun 2016 19:21    Titel: Antworten mit Zitat

pulse hat Folgendes geschrieben:
...
Was ist, wenn ich mir nur die linke Flächenänderung angucke?

Also: und dann ist
...


Das ist verstehe ich nicht. Wenn



dann ist doch



Denn die Geschwindigkeit ist laut Aufgabenstellung konstant. Wie kommt denn b jetzt plötzlich in die Gleichung. Die Längsabmessung b kommt doch erst in der rechten Fläche vor. Dort ist die Fläche



und deshalb

pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 01. Jun 2016 20:03    Titel: Antworten mit Zitat

Danke, aber warum ist das keine Produktregel? Ich habe ja v(t) mal t und das muss ich hier halt nach t ableiten, also eigentlich:
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 01. Jun 2016 20:04    Titel: Antworten mit Zitat

Die einzige Variable ist t. Nach der wird abgeleitet.
pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 01. Jun 2016 21:24    Titel: Antworten mit Zitat

Achso ja stimmt. Ja gut, jetzt sehen wir eindeutig, dass die Flächenänderung betragsmäßig gleich ist.


Wobei R1 der linke zeitabhängig Widerstand ist und R2 der rechte zeitabhängige Widerstand und RL eben der konstante Widerstand des Leiterstückes?

Kann man das so sagen?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 01. Jun 2016 23:56    Titel: Antworten mit Zitat

pulse hat Folgendes geschrieben:
Achso ja stimmt. Ja gut, jetzt sehen wir eindeutig, dass die Flächenänderung betragsmäßig gleich ist.


Wobei R1 der linke zeitabhängig Widerstand ist und R2 der rechte zeitabhängige Widerstand und RL eben der konstante Widerstand des Leiterstückes?

Kann man das so sagen?


Nein, das kann man so nicht sagen. Denn das stimmt schon dimensionsmäßig nicht. Du kennst das ohmsche Gesetz nicht richtig:



und nicht



Deine Gleichung suggeriert außerdem, dass R1, R2 und RL parallel liegen. Wie Dir schon zuvor, z.B. von ML gesagt wurde, liegen nur R1 und R2 parallel, zu dieser Parallelschaltung liegt RL in Reihe.

Die Lösung muss also lauten

pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 02. Jun 2016 02:15    Titel: Antworten mit Zitat

Stimmt, sorry habe vergessen den Kehrwert vom Nenner noch zu nehmen.

Also das Leitungsstück ist ja wie eine Spannungsquelle mit Innenwiderstand oder einer Stromquelle, da ja eigentlich von dieser der Strom ausgeht.

Und der Strom verläuft symmetrisch, also auf einer Seite gegen den Uhrzeigersinn und auf der anderen mit dem Uhrzeigersinn.

Und da der Innenwiderstand R_L einer Spannungsquelle in Serie zum Lastwiderstand ist(R1, R2) gilt halt das. Passts jetzt?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 02. Jun 2016 09:30    Titel: Antworten mit Zitat

pulse hat Folgendes geschrieben:
Stimmt, sorry habe vergessen den Kehrwert vom Nenner noch zu nehmen.


Selbst dann wäre es falsch gewesen.

pulse hat Folgendes geschrieben:
Also das Leitungsstück ist ja wie eine Spannungsquelle mit Innenwiderstand ...


Richtig.

pulse hat Folgendes geschrieben:
Und der Strom verläuft ... auf einer Seite gegen den Uhrzeigersinn und auf der anderen mit dem Uhrzeigersinn.


Richtig.

pulse hat Folgendes geschrieben:
Und da der Innenwiderstand R_L einer Spannungsquelle in Serie zum Lastwiderstand ist(R1, R2) gilt halt das.


Was genau meinst Du?
pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 02. Jun 2016 10:00    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

danke, verstehe. Mit letzteres meine ich folgendes: http://www.stefan-schenke.de/joomla/images/stories/get/ersatzspannungsquelle_kennlinie_schaltung_1.jpg

Da ist ja Ri in Serie mit R_last und bei meinen Beispiel ist R_Last in dem Fall R1 und R2 und Ri ist bei mir R_leiter. Und darum sind die in Serie(also R1//R2 mit R_Leiter).

Denn auf den ersten Blick sieht das aus, als ob R1, R_leiter und R_2 parallel sind, wenn ich mir das Bild(aufgabe) so angucke.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 02. Jun 2016 10:22    Titel: Antworten mit Zitat

pulse hat Folgendes geschrieben:
Denn auf den ersten Blick sieht das aus, als ob R1, R_leiter und R_2 parallel sind, wenn ich mir das Bild(aufgabe) so angucke.


Wenn ich mir die Schaltung ansehe und mir insbesondere den Weg vorstelle, den der Strom nimmt, dann sehe ich nur eine Parallelschaltung von R1 und R2, dazu RL in Reihe. Aber sei's drum. Du scheinst es ja begriffen zu haben.

Wie willst Du jetzt weitermachen?
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3390

Beitrag ML Verfasst am: 02. Jun 2016 11:09    Titel: Antworten mit Zitat

pulse hat Folgendes geschrieben:
Denn auf den ersten Blick sieht das aus, als ob R1, R_leiter und R_2 parallel sind, wenn ich mir das Bild(aufgabe) so angucke.

Auf den zweiten Blick schaust Du dann aber noch, wo Deine Quelle sitzt. Dann erkennst Du, dass der Strom, der aus dem beweglichen Leiterstab herauskommt, nur zwei Möglichkeiten hat, um weiterzufließen.
pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 03. Jun 2016 10:11    Titel: Antworten mit Zitat

Ahh, ja stimmt, wenn man nur guckt wo der Strom fließt ist es tatsächlich einfacher und klarer ersichtbar wie sich der Gesamtwiderstand zusammensetzt, danke euch zwei!

Man könnte ja folgendes sagen oder?


Und da und . Dann hätte ich ja keine Flussänderung über die gesamte Leiterschleife.

Aber kann man das wirklich so sagen?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 03. Jun 2016 10:33    Titel: Antworten mit Zitat

pulse hat Folgendes geschrieben:
...


Und da und . Dann hätte ich ja keine Flussänderung über die gesamte Leiterschleife.

Aber kann man das wirklich so sagen?


Ja. Aber welche Relevanz hat diese Aussage? Dass der Fluss in der gesamten Leiterschleife konstant ist, ist doch in der Aufgabenstellung vorgegeben, stellt also keine neue Erkenntnis dar. Wofür also willst Du diese Trivialität verwenden? Zur Bestimmung induzierter Spannungen kannst Du immer nur die Teilflächen betrachten, da sich nur dort der Fluss ändert.

Entscheidender ist doch, wie Du bei den einzelnen Teilaufgaben weiter vorgehst. Bis jetzt hast Du noch nicht einmal die erste vollständig gelöst.
pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 03. Jun 2016 11:25    Titel: Antworten mit Zitat

Danke, ich möchte halt die Aufgabe volllkommen verstehen.

Also der induzierte Strom lässt sich folgendermaßen berechnen: Wobei die induzierte Spannung ist.

Wobei hier die induzierte Spannung ist, wie man im Ersatzschaltbild sehen kann, jedoch durch den Innenwiderstand fällt Spannung ab, dadurch liegt nicht vollständig bei bzw. an.

Warum kann ich dann nicht sagen, dass meine induzierte Spannung enstpricht?



leiterschleife_spannungsquelle.png
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leiterschleife_spannungsquelle.png


ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3390

Beitrag ML Verfasst am: 03. Jun 2016 16:01    Titel: Antworten mit Zitat

pulse hat Folgendes geschrieben:

Also der induzierte Strom lässt sich folgendermaßen berechnen: Wobei die induzierte Spannung ist.

Ja, das ist richtig. Ich habe im angefügten Bild aber noch die Zählpfeile ergänzt. Sonst ist Deine Angabe unvollständig.

Zitat:

Wobei hier die induzierte Spannung ist, wie man im Ersatzschaltbild sehen kann, jedoch durch den Innenwiderstand fällt Spannung ab, dadurch liegt nicht vollständig bei bzw. an.

Deine Bepfeilung ist nicht in Ordnung bzw. so unüblich, dass ich Dir nicht glaube, dass Du es richtig meinst.

Zitat:

Warum kann ich dann nicht sagen, dass meine induzierte Spannung enstpricht?

Kannst Du sagen, wobei Du aber vorher festlegen musst, dass A die linke Teilfläche ist. Wenn Du, wie in einem Deiner vorherigen Posts, definierst, dann wäre gerade gleich null.


Viele Grüße
Michael



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pulse



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Beitrag pulse Verfasst am: 03. Jun 2016 17:44    Titel: Antworten mit Zitat

Ja genau der Strom fließt nach oben hinweg. Wir haben das früher immer so gemacht, dass der längere Strich bei der Spannungsquelle der Pluspol ist, also für die technische Stromrichtung der Strom von Plus nach Minus fließt.

Also rechne ich den Strom nun folgendermaßen aus:


D.h. für diese Berechnung nehme ich nur eine Teilhälfte und aufgrund der Flächenänderung ändert sich also auch der Fluss und es wird somit eine Spannung , die an alle drei Widerständen im Ersatzschaltbild abfällt, induziert.

Aber leider verstehe ich immer noch nicht, warum ich die andere Teilfläche oder Teilflächenänderung nicht miteinbringen darf.

Naja eigentlich gehts ja hier nur um die Flächenänderung und die ist ja Betragsmäßig dieselbe und das ist hier der Punkt oder? Also es ist ja sinnlos dieselbe pos. Flächenänderung und dieselbe neg. Flächenänderung miteinzubeziehen.

Ich finde das etwas seltsam, vielleicht kann es ja jemand noch besser erklären als ich jetzt bitte.
ML_
Gast





Beitrag ML_ Verfasst am: 03. Jun 2016 18:37    Titel: . Antworten mit Zitat

Hallo,

pulse hat Folgendes geschrieben:

Aber leider verstehe ich immer noch nicht, warum ich die andere Teilfläche oder Teilflächenänderung nicht miteinbringen darf.

Das darfst Du, aber nur so, dass es am Ende richtig wird.

So ist es beispielsweise falsch:

Und sowas hast Du oben ja vorgeschlagen.


Viele Grüße
Michael
pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 03. Jun 2016 19:13    Titel: Antworten mit Zitat

Danke!

Naja es ist ja deswegen falsch, da man einmal dieselbe pos. und dann nochmal dieselbe neg. Flächenänderung einbringt, oder was ist die genaue Begründung?

Zitat:
Das darfst Du, aber nur so, dass es am Ende richtig wird.

Hmm wie bringt man die zwei Flächenänderungen mit ein, ohne dazu etwas falsch zu machen?
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3390

Beitrag ML Verfasst am: 03. Jun 2016 20:34    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

pulse hat Folgendes geschrieben:

Naja es ist ja deswegen falsch, da man einmal dieselbe pos. und dann nochmal dieselbe neg. Flächenänderung einbringt, oder was ist die genaue Begründung?


Was willst Du ständig mit ? Dessen Randlinie hat überhaupt nichts mit dem Leiterstab zu tun, und hat überhaupt nichts mit der stromtreibenden Kraft im Leiterstab zu tun.



Viele Grüße
Michael
pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 03. Jun 2016 23:07    Titel: Antworten mit Zitat

Hmm, ich bin jetzt ein wenig verwirrt. Eine Flächenänderung führt doch eben zur Flussänderung und somit hat es doch etwas mit der Spannung(stromtreibende Kraft) zu tun, dachte ich zumindest immer?
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3390

Beitrag ML Verfasst am: 03. Jun 2016 23:34    Titel: Antworten mit Zitat

pulse hat Folgendes geschrieben:
Hmm, ich bin jetzt ein wenig verwirrt. Eine Flächenänderung führt doch eben zur Flussänderung und somit hat es doch etwas mit der Spannung(stromtreibende Kraft) zu tun, dachte ich zumindest immer?

Hat überhaupt nichts mit dem Problem zu tun:
Hat viel mit dem Problem zu tun:
pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 04. Jun 2016 00:04    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, danke auf das wolltest du hinaus. Ja die gesamte Flächenänderung ist hier irrelevant, denn ich habe ja hier 2 Teilflächen mit je einer Flächenänderung.

Aber du meintest man kann beide und richtig einbringen zur Berechnung des Stromes.

Die Formel für den induzierten Strom mit habe ich ja schon genannt, aber was meintest du mit einbringen von bzw. wie vorallem?
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3390

Beitrag ML Verfasst am: 04. Jun 2016 00:16    Titel: Antworten mit Zitat

pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 04. Jun 2016 02:22    Titel: Antworten mit Zitat

Ja gut, also weil sie eben betragsmäßig gleich groß sind ist es dann eigentlich zu trivial zu folgern warum man dann als Flächenänderung oder für die Flussänderungs(formel) hernimmt.

Es wird ja nur eine Spannung induziert, wenn sich dier Stab eben bewegt und genau diese Flussänderung beschreibt man halt mit Hilfe der Flächenänderung etc.

Ich glaube das müsste eine logische Erklärung dafür sein oder?
pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 04. Jun 2016 23:43    Titel: Antworten mit Zitat

Ich will ja die Aufgabe einfach 100% genau verstehen. Da stimmt doch, dass es wegen dem oben genannten ist, oder?
1}
Du sagst ja , also eigentlich betragsmäßig gleich etc.

Und der Grund dafür, dass man nur die Flächenänderung von A_1 hernimmt ist z.B:
Zitat:
Es wird ja nur eine Spannung induziert, wenn sich dier Stab eben bewegt und genau diese Flussänderung beschreibt man halt mit Hilfe der Flächenänderung etc.


Oder?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 05. Jun 2016 14:51    Titel: Antworten mit Zitat

Du kannst genauso gut auch die Flächenänderung von A2 nehmen.

Wann willst Du denn endlich mal mit der Aufgabe weitermachen. Es war doch schon soweit alles klar: Der bewegte Leiterstab wirkt als Spannungsquelle mit der Spannung B*a*v und dem Innenwiderstand RL. An diese Spannungsquelle ist die Parallelschaltung aus den (zeitlich veränderlichen) Widerständen R1 und R2 angeschlossen. Der Gesamtstrom ergibt sich aus dem ohmschen Gesetz. Du hast die Formel für den Geamtstrom doch selber bereits hingeschrieben



Nun mach doch mal weiter! Die Aufgabe ist ja noch nicht zu Ende.
pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 06. Jun 2016 11:38    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, danke.

Dann ist:



Und

Und

Dann ist

Und gesucht ist das Maximum:


Also zu diesem Zeitpunkt ist der Strom maximal. Der Weg errechnet sich durch:

Da das sogar von den Einheiten her passt, würd ich sagen das stimmt so oder?

Meine Frage jetzt: ergibt es Sinn, dass der Strom am größten ist, wenn die Spannungsquelle in der Mitte ist? Also da die Flächenänderung konstant ist, ist ja die induzierte Spannung auch konstant und somit hängt der Strom nur von den Widerständen hab.

Und in der Mitte sind ja die parallelen Widerständen gleich und der Strom teilt sich gleichmäßig auf, aber warum ist der da maximal?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 06. Jun 2016 12:16    Titel: Antworten mit Zitat

pulse hat Folgendes geschrieben:
Und in der Mitte sind ja die parallelen Widerständen gleich und der Strom teilt sich gleichmäßig auf, aber warum ist der da maximal?


Tja, das ist die Frage. Er könnte ja auch minimal sein.

Der Strom ist dort maximal, wo der Widerstand minimal ist. Der Gesamtwiderstand einer Parallelschaltung ist immer kleiner als der kleinste der parallelen Widerstände. Daraus kannst Du vielleicht schon die Antwort finden. Du könntest allerdings auch die zweite Ableitung bilden. Ist die positiv, handelt es sich um ein Minimum; ist sie negativ, handelt es sich um ein Maximum.
pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 10. Jun 2016 12:32    Titel: Antworten mit Zitat

Sorry, hatte Internetprobleme. Danke für deine Antwort.

Dann müsste ja der Strom in der Mitte minimal sein oder? Denn da habe ich genau zwei gleich große Widerstände, die parallel geschaltet sind.
Also muss der Strom hier minimal sein, weil das hier der größt mögliche Widerstand ist.

Also is der Strom am Ende und am Anfang maximal, richtig? Also bei s=0cm und t=0sec und s=0,3m und t=0,3sec.

Hast du einen Tipp bezüglich der mechanischen Leistung? Ist damit die kinetische Energie gemeint?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 10. Jun 2016 15:21    Titel: Antworten mit Zitat

pulse hat Folgendes geschrieben:
Hast du einen Tipp bezüglich der mechanischen Leistung? Ist damit die kinetische Energie gemeint?


Abgesehen davon, dass Leistung nicht dasselbe ist wie Energie, ist die mechanische Leistung immer



Die Geschwindigkeit ist zeitlich konstant; die Kraft, mit der Leiter gezogen wird, ist es nicht. Denn die Zugkraft ist gleich der Lorentzkraft, und die ist abhängig vom Strom, der, wie wir herausgefunden haben, zeitlich veränderlich ist.

pulse



Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 112

Beitrag pulse Verfasst am: 10. Jun 2016 17:24    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, verstehe.

Ich möchte näher auf die Kräfte eingehen:
Ich bewege den Stab ja mit nach rechts.
Und .

v ist die Driftgeschwdindigkeit der Elektronen, d.h. eigentlich auch zugleich die Geschwindigkeit mit der sich der Stab nach rechts bewegt. D.h. laut dem Kreuzprodukt muss die Lorentzkraft nach oben zeigen, d.h. die Elektronen werden nach oben gedrieben und darus resultiert eben die Stromrichtung.

Genau das ist der Grund für die "Stromerzeugung", stimmts?

Weiter gehts:
Jedoch driften die Elektronen jetzt nach oben mit einer Driftgeschwindigkeit und wenn ich das Kreuzprodukt anwende, habe ich nun eine andere Lorentzkraft, die in die entgegengesetzte Richtung wie die Zugkraft zeigt.

Aber warum sind beiden Kräfte gleich? Wenn sie gleich sein würden, dann würde der Stab ja einfach stehen bleiben oder nicht?

edit: Ich glaub ich hab ne Antwort darauf, bin mir aber ned sicher ob es stimmt. Also der Stab wird ja mit einer Geschwindigkeit nach rechts bewegt und während der Bewegung entsteht halt ein Strom nach oben, jedoch verursacht dieser eine Lorentzkraft nach Links und somit bleibt der Stab einfach stehen. Kann man das so sehen?
Aber warum genau derselbe Betrag der Zugkraft erzeugt wird ist mir ein Rätsel.
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