Magnetische Flussdichte - Abhängigkeit von der Fläche?

HobbyTüfftler · Anmeldungsdatum: 18.11.2020 Beiträge: 3

Hallo,
ich habe ein Frage zur Magnetischen Flussdichte. Aufgabe ist die Folgende: Ein Strom von 10A, der ein 4cm langes Drahtstück im Feld eines Elektromagneten durchfließt, erfährt eine Kraft von 0,2N. Berechnen Sie die magnetische Flussdichte, wenn sich der Leiter senkrecht im Feld befindet. Wie würde sich die Flussdichte bei Drehung des Leiters bis zur waagerechten Position ändern? (kann ohne Rechnung beantwortet werden)
Also bei der ersten Teilaufgabe komme ich auf B=0,5T. Die eigentliche Frage bezieht sich nur auf die zweite Teilaufgabe mit der Drehung. Ändert sich die magnetische Flussdichte bei Drehung des Leiters bis zur waagerechten Position?
Vielen Dank

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

HobbyTüfftler · Anmeldungsdatum: 18.11.2020 Beiträge: 3

Ich habe mich ebenfalls sehr gewundert und kam dann ins Zweifeln. Zusätzlich steht im Tafelwerk, dass die Formel B=F/(I*l) gilt, wenn B senkrecht zur Stromrichtung ist. Welche Formel verwendet man, wenn B nicht senkrecht zur Stromrichtung ist? Deshalb meine Frage, ob B sich verändert, wenn der Leiter sich dreht.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

HobbyTüfftler · Anmeldungsdatum: 18.11.2020 Beiträge: 3

Danke für die ausführliche Antwort. Also schreibe ich zur Beantwortung der Frage hin, dass sich die magnetische Flussdichte B nicht verändert, wenn der Leiter gedreht wird.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Das kann man so nicht sagen. So wie Du die Aufgabenstellung formuliert hast, ist die Kraft auf das Leiterstück und der Strom durch das Leiterstück fest vorgegeben. Dann muss entsprechend der Gleichung

die Flussdichte erhöht werden. Sie ändert sich allerdings nicht "von selbst", sondern muss durch höheren Strom im Elektromagneten erzeugt werden, damit die fest vorgegebene Kraft konstant bleibt. Das geht aber nicht unbegrenzt. Die höchste magnetische Flussdichte in herkömmlichen technischen Anlagen liegt bei etwa 3T (Kernspintomograph). Es gibt zwar deutlich höhere Flussdichten, dabei handelt es sich aber um extreme Spezialfälle (siehe auch hier).

Wie gesagt, ich halte die Frage nach der Änderung der Flussdichte nach wie vor für unsinnig.