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Nachricht |
Ebroshka
Anmeldungsdatum: 18.01.2021
Beiträge: 2
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 Ebroshka Verfasst am: 18. Jan 2021 00:48 Titel: Hochspannungsleitungen |
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Meine Frage:
Hallo zur späten Stunde.
Ich muss zu morgen eine Hausaufgabe abgeben und verzweifle an der dritten Aufgabe: ?Eine Hochspannungsleitung verläuft von Ost nach West. Beurteile, ob diese Leitung durch das Magnetfeld der Erde beeinflusst wird.?
Wir haben bisher nur die UVW- Regel und die Lorentzkraft behandelt und über stromdurchflossene Leiter im Onlineunterricht gesprochen, aber damit komme ich nicht weiter.
Meine Ideen:
Ich hab viel im Internet recherchiert, aber finde keine Antwort auf die Ausrichtung von Hochspannungsleitungen. Daher vermute ich, dass es egal ist, ob sie von Ost nach West oder andersherum gebaut werden. Kann es damit zu tun haben, dass das Erdmagnetfeld der Erde sehr schwach ist im Vergleich zu der Flussdichte in einer Hochspannungsleitung?
Ich hoffe, mit kann jemand helfen, bin echt am Verzweifeln:( |
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PhysikNerd
Anmeldungsdatum: 24.12.2020
Beiträge: 32
Wohnort: Dortmund
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| PhysikNerd Verfasst am: 18. Jan 2021 01:28 Titel: |
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Hi,
die Magnetfeldlinien verlaufen vom geographischen Südpol zum geographischen Nordpol.
Der Strom fließt laut der Aufgabe von Osten nach Westen, also genau senkrecht zum Erdmagnetfeld. Daher wirken auf die bewegten Elektronen eine Lorentzkraft. Nach der Linke Hand Regel gilt:
- Daumen zeigt von Osten nach Westen,
- Zeigefinger zeigt von (geographischen) Süden nach Norden,
- Mittelfinger zeigt senkrecht zum Leiter.
Auf die Elektronen wirkt also eine Kraft senkrecht zum Leiter. Konkreter wirkt die Kraft von den Hochspannungsleitungen aus gesehen senkrecht nach oben. Wenn der Strom von Westen nach Osten fließt, dann wirkt die Kraft senkrecht nach unten.
Achtung: Da wo der geographische Südpol ist, ist der magnetische Nordpol und andersrum. Das hängt damit zusammen, dass der magnetische Nordpol einer Kompassnadel den geographischen Norden anzeigt. Dort ist aber der magnetische Südpol, da sich entgegengesetzte Pole anziehen.
Lg
Zuletzt bearbeitet von PhysikNerd am 18. Jan 2021 01:34, insgesamt einmal bearbeitet |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3400
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| ML Verfasst am: 18. Jan 2021 01:31 Titel: Re: Frage zu Hochspannungsleitungen |
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Hallo,
| Ebroshka hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
Hallo zur späten Stunde.
Ich muss zu morgen eine Hausaufgabe abgeben und verzweifle an der dritten Aufgabe: ?Eine Hochspannungsleitung verläuft von Ost nach West. Beurteile, ob diese Leitung durch das Magnetfeld der Erde beeinflusst wird.?
Wir haben bisher nur die UVW- Regel und die Lorentzkraft behandelt und über stromdurchflossene Leiter im Onlineunterricht gesprochen, aber damit komme ich nicht weiter.
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Doch, damit kommt man gut weiter.
Das Magnetfeld verläuft von geographisch Süd nach geographisch Nord (nach schräg unten).
Wenn die Hochspannungsleitung von Ost nach West (oder West nach Ost) verläuft, hat sie eine Komponente, die senkrecht zum Magnetfeld steht. Es wirkt also eine Lorentzkraft auf die Leitung.
Verliefe die Leitung von Nord nach Süd (oder umgekehrt), gäbe es auch eine magnetische Kraftwirkung auf die Leitung, weil die Leitung horizontal, das Magnetfeld aber nach schräg unten verläuft.
Verliefe die Leitung wirklich parallel zum Magnetfeld, gäbe es keine Kraftwirkung.
Viele Grüße
Michael |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3400
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| ML Verfasst am: 18. Jan 2021 01:49 Titel: |
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Hallo,
| PhysikNerd hat Folgendes geschrieben: |
Der Strom fließt laut der Aufgabe von Osten nach Westen, also genau senkrecht zum Erdmagnetfeld.
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Nein, nicht genau senkrecht.
Gib mal in der Google Bildersuche das Stichwort "earth magnetic field" ein, dann siehst Du, dass es bei uns ganz schön schräg nach unten zeigt.
Wenn
- der technische Strom von Ost nach West verläuft (Daumen der rechten Hand) und
- das Magnetfeld nach "schräg unten Norden" verläuft (Mittelfinger der rechten Hand)
Dann wirkt die Kraft nach schräg unten Süden.
Da die Fernübertragung in der Regel mit Wechselstrom funktioniert, dreht sich die Kraftrichtung im Takt der Netzfrequenz immer wieder um.
| Zitat: |
Daher wirken auf die bewegten Elektronen eine Lorentzkraft. Nach der Linke Hand Regel gilt:
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Für Strom nimmt man die Rechte-Handregel.
Viele Grüße
Michael |
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PhysikNerd
Anmeldungsdatum: 24.12.2020
Beiträge: 32
Wohnort: Dortmund
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| PhysikNerd Verfasst am: 18. Jan 2021 02:46 Titel: |
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Hi Michael,
okay, wenn man es sehr genau nimmt, hast du recht ☺️
Und klar: Wechselstrom fließt ja periodisch in beide Richtungen, habe ich hier total übersehen.
Bezüglich der Handregel gilt: Bei der technischen Stromrichtung nimmt man die rechte Hand, in der Physik aber betrachtet man sich bewegende negativ geladene Elektronen, wenn man von Strom spricht. Besonders in der Schulphysik ☺️ Daher würde man in diesem Fall die linke Hand nehmen. Doch das müsste der Fragende selbst entscheiden.
Lg |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3400
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| ML Verfasst am: 18. Jan 2021 03:16 Titel: |
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Hallo,
| PhysikNerd hat Folgendes geschrieben: |
in der Physik aber betrachtet man sich bewegende negativ geladene Elektronen, wenn man von Strom spricht.
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Nein, diese Fixierung auf den Elektronenstrom ist eine reine Angelegenheit von Schulen. Außerhalb der Schulen meint jeder -- sofern nichts anderes gesagt ist -- technischen Strom. Wenn wirklich der Elektronenstrom gemeint ist, sagt man "Elektronenstrom".
Schau Dir beispielsweise mal bei dieser Veröffentlichung der PTB zum Thema "Definition der Stromstärke" das Bild auf S. 53 an. Wie ist das "1 Ampere" mit dem Magnetfeld orientiert? Nimmt man da die rechte oder die linke Hand?
http://www.ptb.de/cms/fileadmin/internet/publikationen/ptb_mitteilungen/mitt2016/Heft2/PTB-Mitteilungen_2016_Heft_2.pdf
Viele Grüße
Michael |
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Ebroshka
Anmeldungsdatum: 18.01.2021
Beiträge: 2
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| Ebroshka Verfasst am: 18. Jan 2021 09:56 Titel: Danke! |
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Vielen Dank für die Antworten! Den Großteil habe ich nicht verstanden, weil wir das alles noch gar nicht in behandelt haben (bin in der 9. Klasse), aber das mit der Krafteinwirkung ist mir jetzt klar. Danke nochmal! |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18078
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| TomS Verfasst am: 18. Jan 2021 10:03 Titel: |
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Man sollte weniger über die hier praktisch irrelevante rechte-und linke-Hand-Regel als vielmehr über die beteiligten Stromstärken und die daraus resultierenden Geschwindigkeiten der Elektronen sowie über den Wechselstrom nachdenken.
Der Wechselstrom führt dazu, dass die Lorentzkraft im zeitlichen Mittel verschwindet.
Die Geschwindigkeit geht unmittelbar in den Betrag der Lorentzkraft (zunächst je Elektron) ein. Aus der Stromstärke folgt direkt der Betrag der Lorentzkraft für ein Kabel bekannter Länge. Das kann man dann mit der Gewichtskraft für das Kabel vergleichen.
| Ebroshka hat Folgendes geschrieben: | Beurteile, ob diese Leitung durch das Magnetfeld der Erde beeinflusst wird.
Wir haben bisher nur die UVW- Regel und die Lorentzkraft behandelt und über stromdurchflossene Leiter im Onlineunterricht gesprochen, aber damit komme ich nicht weiter. |
Doch, das ist ausreichend.
Die UVW-Regel sagt dir die Richtung der zu vernachlässigenden Kraft; dass sie zu vernachlässigen ist, folgt aus den anderen Rechnungen ;-)
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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