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Induzierte Spannung in rotierender Scheibe
 
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bronkowitz



Anmeldungsdatum: 15.09.2019
Beiträge: 28

Beitrag bronkowitz Verfasst am: 22. Sep 2019 16:45    Titel: Induzierte Spannung in rotierender Scheibe Antworten mit Zitat

Hallo zusammen,

ich bearbeite gerade eine Aufgabe, bei der eine Kreisscheibe in einem homogenen Magnetfeld rotiert:

- Das Magnetfeld B durchsetzt die Scheibe parallel zur Rotationsachse
- Die Scheibe befindet sich komplett im Feld
- an zwei Radien r1 und r2 befinden sich Schleifkontakte, die eine Spannung abgreifen (an der gleichen Winkelposition, übereinander herausgeführt)

Jetzt habe ich gelesen, dass für die induzierte Spannung nur der Abstand des Ein- und Austrittspunktes ins Feld relevant ist. Und die liegen ja hier übereinander. Wieso kommt trotzdem eine Spannung



heraus?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 13989

Beitrag GvC Verfasst am: 23. Sep 2019 09:32    Titel: Re: Induzierte Spannung in rotierender Scheibe Antworten mit Zitat

bronkowitz hat Folgendes geschrieben:
...

Jetzt habe ich gelesen, dass für die induzierte Spannung nur der Abstand des Ein- und Austrittspunktes ins Feld relevant ist. Und die liegen ja hier übereinander. Wieso kommt trotzdem eine Spannung



heraus?


"Relevant" bedeutet "entscheidend" oder "bedeutsam", es heißt nicht gleichzeitig "proportional".

Oder hast Du mit Deiner Frage etwas Anderes gemeint? Was?
twb8t5



Anmeldungsdatum: 10.08.2011
Beiträge: 60

Beitrag twb8t5 Verfasst am: 23. Sep 2019 18:43    Titel: Schon beantwortet? Antworten mit Zitat

https://www.physikerboard.de/lhtopic,52470,0,0,asc,.html
bronkowitz



Anmeldungsdatum: 15.09.2019
Beiträge: 28

Beitrag bronkowitz Verfasst am: 23. Sep 2019 19:09    Titel: Re: Induzierte Spannung in rotierender Scheibe Antworten mit Zitat

GvC hat Folgendes geschrieben:
bronkowitz hat Folgendes geschrieben:
...

Jetzt habe ich gelesen, dass für die induzierte Spannung nur der Abstand des Ein- und Austrittspunktes ins Feld relevant ist. Und die liegen ja hier übereinander. Wieso kommt trotzdem eine Spannung



heraus?


"Relevant" bedeutet "entscheidend" oder "bedeutsam", es heißt nicht gleichzeitig "proportional".

Oder hast Du mit Deiner Frage etwas Anderes gemeint? Was?


Hallo GvC und danke für deine Antwort,

ich meine Folgendes: In meinem Buch (Hagmann) wird eine weitere Aufgabe behandelt, bei der sich ein offener ringförmiger Leiter mit v in ein Magnetfeld bewegt (siehe Skizze) Laut Buch gilt:

"Für die Höhe der induzierten Spannung u ist die im Magnetfeld wirksame Leiterlänge l maßgebend. Das ist ... der Abstand derjenigen Punkte der Leiterschleife, die gerade in das Magnetfeld eintauchen"

Die Spannung ist dann u = Blv, mit dem Abstand l dieser beiden Punkte

In meinem Eingangsbeispiel tauchen die beiden Leiterenden ja an gleicher Stelle (versetzt nur in Richtung von B) ins Feld ein, weswegen ich annahm, dass die Spannung Null sein müsste



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bronkowitz



Anmeldungsdatum: 15.09.2019
Beiträge: 28

Beitrag bronkowitz Verfasst am: 23. Sep 2019 19:28    Titel: Re: Schon beantwortet? Antworten mit Zitat

twb8t5 hat Folgendes geschrieben:
https://www.physikerboard.de/lhtopic,52470,0,0,asc,.html


Hallo twb85t und danke auch für deine Antwort,

da muss ich erstmal in Ruhe drüber nachdenken smile bzw. mich einlesen, aber das klingt auf jeden Fall sehr interessant!
Ich habe tatsächlich versucht, die Aufgabe von der entsprechenden Maxwell-Gleichung her zu verstehen. Das Induktionsgesetz in integraler Form besagt ja, dass das Integral der el. Feldstärke über den Rand einer Fläche gleich ist, wenn A diese Fläche ist (wenn ich das richtig verstanden habe)

Aber:
1. Wie kommt man dann von diesem Integral über E auf die Spannung, wenn das Integral geschlossen ist?
2. Die partielle Ableitung von B wäre in diesem Fall ja immer Null - und damit das Integral auch
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 13989

Beitrag GvC Verfasst am: 23. Sep 2019 19:42    Titel: Re: Schon beantwortet? Antworten mit Zitat

twb8t5 hat Folgendes geschrieben:
https://www.physikerboard.de/lhtopic,52470,0,0,asc,.html


Dieser Artikel hat nichts mit der in diesem Thread gestellten Frage zu tun, die allerdings immer noch nicht klar ist. Es geht dabei offenbar um den Abstand der Schleiferkontakte, von dem die zwischen den Schleifern messbare Spannung abhängt. Diese Abhängigkeit ist allerdings nicht linear, sondern, wie sich leicht herleiten lässt, proportional zur Differenz der Abstandsquadrate von der Drehachse. Bei mir war der Eindruck entstanden, dass der Fragesteller die "Relevanz" des Schleiferabstandes fälschlicherweise mit "proportional" zum Schleiferabstand übersetzt hat und darin - natürlich - einen Widerspruch zur hergeleiteten Formel sah.

Möglicherweise hat er aber auch ganz etwas Anderes gemeint, das irgendwie mit den "übereinander liegenden" Schleiferkontakten zu tun hat. Dabei ist für mich nicht klar, was er damit eigentlich meint. Eine Klarstellung lässt noch auf sich warten.
bronkowitz



Anmeldungsdatum: 15.09.2019
Beiträge: 28

Beitrag bronkowitz Verfasst am: 23. Sep 2019 20:15    Titel: Antworten mit Zitat

tut mir Leid, wenn ich mich schlecht ausgedrückt habe
Ich hab jetzt mal die Aufgabenstellung und die Aussage zur wirksamen Länge abfotografiert und angehängt.
Im Sinne der Skizze, die ich oben angehängt habe, tauchen die beiden Leiterenden ja an gleicher Stelle ins Magnetfeld ein. Versetzt nur parallel zu den Feldlinien von B (der Abstand ist ja auch gar nicht vermaßt)
Nach der Aussage aus dem Buch müsste dann die "wirksame Länge" Null sein und damit die Spannung



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GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 13989

Beitrag GvC Verfasst am: 23. Sep 2019 23:31    Titel: Antworten mit Zitat

bronkowitz hat Folgendes geschrieben:
Ich hab ... die Aussage zur wirksamen Länge abfotografiert und angehängt.


Meinst Du damit den "Leiterschleife" genannten Anhang? Der hat doch überhaupt nichts mit der ursprünglichen Aufgabe zu tun (außer dass es in beiden Szenarien um das Bewegungsinduktionsgesetz geht).

Ich würde ja gerne behilflich sein, aber ich weiß absolut nicht, worum es Dir geht.
bronkowitz



Anmeldungsdatum: 15.09.2019
Beiträge: 28

Beitrag bronkowitz Verfasst am: 24. Sep 2019 17:30    Titel: Antworten mit Zitat

GvC hat Folgendes geschrieben:
bronkowitz hat Folgendes geschrieben:
Ich hab ... die Aussage zur wirksamen Länge abfotografiert und angehängt.


Meinst Du damit den "Leiterschleife" genannten Anhang? Der hat doch überhaupt nichts mit der ursprünglichen Aufgabe zu tun (außer dass es in beiden Szenarien um das Bewegungsinduktionsgesetz geht).

Ich würde ja gerne behilflich sein, aber ich weiß absolut nicht, worum es Dir geht.

ja, den meinte ich. Hat sich aber erledigt: Ich habe einfach nicht geschnallt, dass der Leiter ja hier überhaupt keine Rolle spielt, weil er sich nicht relativ zum Magnetfeld bewegt, oder das Magnetfeld sich zu ihm - sorry
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 13989

Beitrag GvC Verfasst am: 24. Sep 2019 17:46    Titel: Antworten mit Zitat

bronkowitz hat Folgendes geschrieben:
Ich habe einfach nicht geschnallt, dass der Leiter ja hier überhaupt keine Rolle spielt, weil er sich nicht relativ zum Magnetfeld bewegt, ...


Doch, der bewegte "Leiter" ist in diesem Fall das (metallische) Verbindungsstück zwischen r1 und r2, das sich als Teil der Metallscheibe natürlich durch das Magnetfeld bewegt. Dass de induzierte Spannung aber nicht proportional zur Länge dieses Verbindungsstückes ist, liegt daran, dass jeder Punkt dieses Stückes eine andere Geschwindigkeit hat.

bronkowitz hat Folgendes geschrieben:
... oder das Magnetfeld sich zu ihm -


Wenn die Scheibe stillsteht und das Magnetfeld rotiert, wird allerdings keine Spannung induziert. (Jetzt kommt doch noch der von twb8t5 zitierte Artikel ins Spiel.)
bronkowitz



Anmeldungsdatum: 15.09.2019
Beiträge: 28

Beitrag bronkowitz Verfasst am: 24. Sep 2019 19:03    Titel: Antworten mit Zitat

ja, der Teil schon, aber ich meinte leider tatsächlich auch die Teile zwischen Schleifkontakt und Anschluss, an dem U gemessen wird, bzw. wo die Leiter in das Magnetfeld eintreten - war natürlich Schwachsinn
Vielen Dank für deine, bzw. eure Hilfe
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