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circular
Anmeldungsdatum: 09.11.2015
Beiträge: 129
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 circular Verfasst am: 31. Jul 2017 16:03 Titel: Magn. Feldstärke eines Koaxialkabels |
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Hallo,
ich würde gerne kontrollieren ob ich diese Aufgabe richtig "gedacht/berechnet" habe:
Aufgabenstellung sowie Lösung ist als Bild angehangen.
Über antworten würde ich mich freuen.
Gruß
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. Jul 2017 16:10 Titel: |
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Schon a) ist nicht richtig. Du sollst die magnetische Feldstärke nicht nur an der Stelle x=a, sondern an allen anderen Stellen x<a, also innerhalb des Innenleiters ebenfalls bestimmen.
Außerdem scheint Dir der Durchflutungssatz fremd zu sein. Schau Dir mal Deine Formel an. Die stimmt schon dimensionsmäßig nicht.
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circular
Anmeldungsdatum: 09.11.2015
Beiträge: 129
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| circular Verfasst am: 31. Jul 2017 16:14 Titel: |
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danke für die schnelle antwort..
also so etwas wie ? für a)
b)
usw ?
edit: ja entschuldige, das r^2 gehörte da nicht hin..
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. Jul 2017 18:20 Titel: |
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| circular hat Folgendes geschrieben: | ...
also so etwas wie ? für a)
b)
usw ?
... |
Was soll das denn sein? Jedenfalls ist das nicht der Durchflutungssatz. Der lautet
Aus Symmetriegründen wird daraus
Dabei ist r der Radius eines (gedachten) koaxialen Zylinders um die Symmetrieachse der koaxialen Anordnung, kann also auch als x geschrieben werden, da die Zylinderachse auf der z-Achse liegt. Entscheidend ist die Bestimmung der Durchflutung  . Das ist die Summe aller Ströme, die die von dem Integrationsweg aufgespannte Fläche (hier: Kreisfläche mit Radius x<a) durch"fluten".
Am besten schaust Du Dir mal selber im Lehrbuch oder bei Wikipedia den Durchflutungssatz an. Ohne den geht es nicht.
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circular
Anmeldungsdatum: 09.11.2015
Beiträge: 129
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| circular Verfasst am: 15. Aug 2017 16:15 Titel: |
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Danke für deine Antwort!
Aus
würde dann bei a) ( inneren Leiter )
nach dem einsetzen der Integrationsgrenzen ( 0 bis 2Pi ):
werden.
Ist das so richtig?
mit a als Inneren Radius.
Gruß
edit:
bei b) ist nach der magnetischen Feldstärke H2 im Dielektrikum gefragt.
also der Anteil der zwischen a -> b liegt..
wäre der Ansatz richtig ?
 \, \dd \varphi )
Sorry, die 0bere Grenze sollte 2Pi darstellen aber kriege es nicht in Latex hin..
edit: Danke ML! habs angepasst
Zuletzt bearbeitet von circular am 15. Aug 2017 17:45, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3396
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| ML Verfasst am: 15. Aug 2017 17:38 Titel: |
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| circular hat Folgendes geschrieben: |
Sorry, die 0bere Grenze sollte 2Pi darstellen aber kriege es nicht in Latex hin.. |
^{2\pi} oder
^{2 \cdot \pi}
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circular
Anmeldungsdatum: 09.11.2015
Beiträge: 129
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| circular Verfasst am: 17. Aug 2017 14:17 Titel: |
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Keiner der mir helfen mag ? 
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3396
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circular
Anmeldungsdatum: 09.11.2015
Beiträge: 129
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| circular Verfasst am: 17. Aug 2017 15:32 Titel: |
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| ML hat Folgendes geschrieben: | | circular hat Folgendes geschrieben: | | Keiner der mir helfen mag ? |
zunächst nur Aufgabenteil a):
Du darfst nur den vom Weg umschlossenen Strom berücksichtigen. Für Aufgabenteil a) mit  bedeutet das:
 = \frac{I \cdot \frac{\pi r^2}{\pi a^2}}{2\pi r} = \frac{I \cdot \frac{r^2}{a^2}}{2\pi r} = \frac{I \cdot r}{2\pi a^2})
Die Feldstärke im Innenleiter steigt also linear mit  an. Entsprechendes musst Du auch bei den anderen Aufgaben berücksichtigen. |
Danke das du geantwortet hast!
Was für ein Integral hast du da aufgestellt?
& was kann ich bei dir unter der Variable "r" verstehen ?
Gruß
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3396
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| ML Verfasst am: 17. Aug 2017 15:37 Titel: |
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| circular hat Folgendes geschrieben: |
Was für ein Integral hast du da aufgestellt?
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Gar keines. Bei  = \frac{I \cdot \frac{\pi r^2}{\pi a^2}}{2\pi r} ) habe ich Flächen durcheinander geteilt, um zu berechnen, welcher Anteil  des Gesamtstromes  umschlossen wird.
Du kannst es auch so sehen, dass der Term  die Stromdichte ist und Du diese mit der umschlossenen Fläche  multiplizierst.
| Zitat: | | was kann ich bei dir unter der Variable "r" verstehen ? |
Der Abstand vom Mittelpunkt des Koaxialkabels. Das ist in der Aufgabenstellung auch so genannt. Schau mal auf die Koordinatenachse im zugehörigen Bild.
Zuletzt bearbeitet von ML am 17. Aug 2017 15:39, insgesamt einmal bearbeitet |
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circular
Anmeldungsdatum: 09.11.2015
Beiträge: 129
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| circular Verfasst am: 17. Aug 2017 15:49 Titel: |
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| ML hat Folgendes geschrieben: | | circular hat Folgendes geschrieben: |
Was für ein Integral hast du da aufgestellt?
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Gar keines. Bei habe ich Flächen durcheinander geteilt, um zu berechnen, welcher Anteil des Gesamtstromes umschlossen wird.
Du kannst es auch so sehen, dass der Term die Stromdichte ist und Du diese mit der umschlossenen Fläche  multiplizierst.
![](https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?was kann ich bei dir unter der Variable "r" verstehen ?)
Der Abstand vom Mittelpunkt des Koaxialkabels. |
Okay, nur zum Verständnis.
Ich habe ein Koaxialkabel, wodurch ein Strom aus der Ebene herausfliesst,
diese bewegte Ladung erzeugt ein rechtsdrehendes Magnetfeld.
jetzt gilt es die Feldstärken in den Verschiedenen Bereichen zu bestimmen.
in dem Innenleiter mit dem Radius  wird der Betrag der Feldstärke folglich am größten sein, da sich die Energie auf den Feldlinien befindet, und diese noch "kompakt" sind im Gegensatz zu den anderen Bereichen. Die Energie pro "Feldlinienfläche" ist also Größer in dem Fall.
Nun hat der Innenleiter den Umfang
Die Feldstärke lässt sich durch:
 = \frac{I}{2\pi r})
bestimmen.
Was sich mir nicht erschließt ist wieso ich jetzt 2 Flächen miteinander Dividieren muss.
Der Strom Teilt sich ja im Innenleiter auf die Fläche
auf. ( a ist ja der Radius im Innenleiter & nicht r )
Also hätte ich aus jedem kleinen Punkt in dem Leiter eine resultierende Feldstärke. also sozusagen jede (x,y) Komponente die stromdurchflossen ist, erzeugt ein H-Feld.
| Zitat: | | Zitat: | | was kann ich bei dir unter der Variable "r" verstehen ? |
Der Abstand vom Mittelpunkt des Koaxialkabels. Das ist in der Aufgabenstellung auch so genannt. Schau mal auf die Koordinatenachse im zugehörigen Bild. |
hätte dann nicht den gleichen Wert wie  ?
Leider macht es noch nicht ganz klick.. wäre echt super wenn ich das komplett verstehen könnte..
Gruß
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circular
Anmeldungsdatum: 09.11.2015
Beiträge: 129
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| circular Verfasst am: 17. Aug 2017 15:59 Titel: |
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Bevor du dir die Mühe machst zu antworten...
Habe soeben https://www.physikerboard.de/topic,48372,-magnetfeld-eines-koaxialkabels.html gefunden.
Werde das mal komplett ausarbeiten und mich dann ggf mal wieder melden!
Danke erstmal!
edit: Hat ja nicht lange gedauert bis die 1. Frage aufgetaucht ist...
Ich verstehe nicht so ganz wieso die Durchflutung im Bereich 2) also im Dielektrikum als gegeben angesehen ist?
Die Durchflutung bezieht sich doch auf die Durchflutung durch Strom des ganzen Leiters.. im Dielektrikum sollte aber keines fliessen.. wieso dann
 ?
Eine Frage:
Ist es so, das die Durchflutung als solches den GESAMTEN Durchflussstrom definiert.
Sobald ich aber die Feldstärke aber in einem Teilbereich der Geometrie bestimmen möchte, subtrahiere ich den GESAMTEN Durchflussstrom mit dem Anteil des Durchflussstromes in der jeweiligen Fläche?
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3396
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| ML Verfasst am: 17. Aug 2017 22:39 Titel: |
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Hallo,
| circular hat Folgendes geschrieben: |
Nun hat der Innenleiter den Umfang
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Nein. Der Innenleiter hat den Umfang  , nicht  . Du willst die magn. Feldstärke H am Radius berechnen. Für diesen gilt |r|<a. Es geht also hier um einen kleinen Kreis innerhalb des Innenleiters.
| Zitat: |
Was sich mir nicht erschließt ist wieso ich jetzt 2 Flächen miteinander Dividieren muss.
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Du hast den Gesamtstrom (Strom durch den gesamten Innenleiter) gegeben, brauchst aber zur Berechnung der Feldstärke am Radius nur einen Teil davon. Nur der Strom, der durch die Fläche des inneren Kreises (von 0...r) geht, zählt für die Berechnung von H(r).
| Zitat: |
| Zitat: | | Zitat: | | was kann ich bei dir unter der Variable "r" verstehen ? |
Der Abstand vom Mittelpunkt des Koaxialkabels. Das ist in der Aufgabenstellung auch so genannt. Schau mal auf die Koordinatenachse im zugehörigen Bild. |
hätte dann nicht den gleichen Wert wie ?
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r ist eine unabhängige Variable, die von  variiert wird. (Es kann auch sein, dass r von  variiert wird. Der Bereich r>c ist nicht mehr interessant, da dort H=0 gilt.)
c ist eine Konstante.
| Zitat: |
Leider macht es noch nicht ganz klick.. wäre echt super wenn ich das komplett verstehen könnte..
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Ja, das ist eine wichtige Aufgabe. Wenn Du sie einmal verstanden hast, ist sie aber nicht schwer.
Viele Grüße
Michael
Zuletzt bearbeitet von ML am 17. Aug 2017 22:48, insgesamt einmal bearbeitet |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3396
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| ML Verfasst am: 17. Aug 2017 22:45 Titel: |
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Hallo,
| circular hat Folgendes geschrieben: |
Ich verstehe nicht so ganz wieso die Durchflutung im Bereich 2) also im Dielektrikum als gegeben angesehen ist?
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Innerhalb des Dielektrikums fließt kein Strom. Wenn Du im Bereich  variierst, umkreist Dein der Rand des Kreises mit dem Radius r immer den gleichen Strom (nämlich den, der im Innenleiter fließt). Für  wird der umkreiste Strom dann wieder geringer, da der Strom im Außenleiter und im Innenleiter gegensinnig fließen.
| Zitat: |
Die Durchflutung bezieht sich doch auf die Durchflutung durch Strom des ganzen Leiters.
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In dem Fall ja. Im allgemeinen geht es aber um den "umkreisten" Strom.
Viele Grüße
Michael
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circular
Anmeldungsdatum: 09.11.2015
Beiträge: 129
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| circular Verfasst am: 18. Aug 2017 07:08 Titel: |
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Ich danke euch vielmals!!
Ist ja echt nicht "so" schwer wie ich gedacht habe..
Habt ihr vielleicht eine Aufgabe im Sinn / im Petto, welche ich lösen könnte um mein Verständnis zu vertiefen?
Danke euch aber erstmal !!
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