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Elektromagnetische Induktion
 
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rob1234



Anmeldungsdatum: 30.04.2017
Beiträge: 20

Beitrag rob1234 Verfasst am: 30. Apr 2017 20:13    Titel: Elektromagnetische Induktion Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo zusammen,

ich beschäftige mich momentan mit einer Aufgabe aus dem Bereich der Elektromagnetischen Induktion (ich hoffe eine solche Frage wurde nicht schon gestellt, oberflächliche Recherchen im Forum blieben erfolglos).

Hier das Aufgabenblatt:
https://picload.org/image/rcioropl/ccf19032017_00000.jpg

Es handelt sich um Aufgabe 5.2 Teilaufgaben b) und c).

Mithilfe der "Drei-Finger-Regel" ist schnell geklärt: die Lorentzkraft zwingt die freien Elektronen im Leiterstab nach unten, ergo haben wir oben in Punkt P Elektronenmangel (Pluspol) und am unteren Punkt Q Elektronenüberschuss (Minuspol), no big deal!

Was mir allerdings Probleme bereitet befindet sich in den Teilaufgaben b) und c). Wenn ich nicht komplett irre, fließen die Elektronen von Q über den Widerstand R zu P (physikalische Stromrichtung), da Strom sich immer den geringsten Widerstand sucht und dieser auf besagtem Weg gewährleistet ist (Leiterstab voller Elektronen, welche das Passieren eben dieses Stabs schwer bis unmöglich machen). Somit fließt der Induktionsstrom (nach technischer Stromrichtung) von P über R zu Q, mir ist es nur ein Rätsel, wie ich das mittels Lorentzkraft und Lenz'scher Regel (obwohl mir die Regel nach Herrn Lenz bekannt ist) begründen soll.

Weiter zu Teilaufgabe c): Während einiger Recherchen bezüglich dieses Problems bin ich mehrmals auf das Kräftegleichgewicht zwischen Lorentzkraft und elektrischer Kraft am Elektron gestoßen, sobald es darum ging die Induktionsspannung zu ermitteln. Nun frage ich mich, warum betrachtet man genau diesen Zustand des Gleichgewichts(obgleich mir klar ist, dass dies mit Sicherheit der unkomplizierteste, wenn nicht sogar der einzige, Weg ist die Spannung zu berechnen, muss doch ein tieferer Sinn dahinter stecken) und wie dieses Kräftegleichgewicht überhaupt zustande kommt (wächst die elektrische Kraft nicht an, je weiter die Lorentzkraft das Elektron nach unten drückt? Ich stell mir die Situation dann analog zu einem Massestück an einem vertikalen Federpendel vor, bei dem bis zur Gleichgewichtslage beschleunigt, bis zum Stillstand abgebremst und anschließend in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt wird).

Ich hoffe meine Fragen sind verständlich gestellt und hoffe auf zahlreiche Antworten.

Vielen Dank!






Meine Ideen:
Meine Ideen sind oben beschrieben.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 01. Mai 2017 01:08    Titel: Antworten mit Zitat

rob1234 hat Folgendes geschrieben:
Somit fließt der Induktionsstrom (nach technischer Stromrichtung) von P über R zu Q, mir ist es nur ein Rätsel, wie ich das mittels Lorentzkraft und Lenz'scher Regel (obwohl mir die Regel nach Herrn Lenz bekannt ist) begründen soll.


Die Begründung über die Lorentzkraft hast Du ja selber schon gegeben. Wenn infolge der Lorentzkraft die Elektronen im Uhrzeigersinn fließen, fließt der Strom gegen den Uhrzeigersinn.

Lenzsche Regel: Wirkung ist der Ursache entgegengerichtet. Ursache ist die Vergrößerung des magnetischen Flusses in der Leiterschleife. Der Strom muss nun so gerichtet sein, dass sein Magnetfeld die Flussvergrößerung zu hemmen sucht. Nach Rechte-Hand-Regel ist das nur der Fall, wenn der Strom gegen den Uhrzeigersinn fließt.

Zu c)
Mach's Dir einfach: Die Richtung des Stromes und damit der Spannung kennst Du schon, also brauchst Du nur noch ihren Betrag zu bestimmen.


mit


rob1234



Anmeldungsdatum: 30.04.2017
Beiträge: 20

Beitrag rob1234 Verfasst am: 01. Aug 2018 20:16    Titel: Antworten mit Zitat

Ein sehr spätes Dankeschön für eine sehr schnelle Antwort.
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