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MMchen60
Anmeldungsdatum: 31.01.2021
Beiträge: 207
Wohnort: Heilbronn
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 MMchen60 Verfasst am: 01. Mai 2021 13:37 Titel: Elektromotor und Elektrogenerator |
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Hallo, sind meine Überlegungen bei folgende Aufgabe richtig:
Eine Spule mit 50 Windungen und einer quadratischen Querschnittsfläche mit der Kantenlänge d=20 mm ist drehbar zwischen den Polen eines Hufeisenmagneten (B=10mT) gelagert. Sie Achse der Spule zeigt in y-Richtung. Die Spule kann sich aber sowohl um die y-Achse, als auch um die x- bzw. z-Achse drehen.
Die Spule wird nacheinander um alle drei Achsen gedreht. Die Frequenz beträgt jeweils 3000 UpM. Bestimmen Sie für jede Drehung den Maximalwert der Spannug.
Ich bin der Auffassung, dass bei Drehung sowohl um die y-Achse als auch um die z-Achse nichts passiert, da dann ja die Fläche parallel zu den magnetischen Feldlinien verläuft. Anders ist dies ja beim Drehen um die x-Achse.
| Beschreibung: |
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| Dateigröße: |
13.83 KB |
| Angeschaut: |
1032 mal |
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gast_free
Gast
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| gast_free Verfasst am: 03. Mai 2021 11:43 Titel: |
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Also wenn ich das Bild richtig interpretiere wird Spannung dann inzuziert, wenn die Spule um die z-Achse rotiert. Dann ändert sich der Fluss durch die Spule bzw. durch den Querschnitt d^2 sinusförmig. Bei den anderen beiden Achsen ist die Flussänderung 0.
)
)
=A_0\cdot sin(\alpha))
=A_0\cdot sin(\omega\cdot t + \alpha_0))
=\omega\cdot A_0\cdot cos(\omega\cdot t + \alpha_0))
Rest selber rechnern.
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MMchen60
Anmeldungsdatum: 31.01.2021
Beiträge: 207
Wohnort: Heilbronn
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| MMchen60 Verfasst am: 03. Mai 2021 11:54 Titel: |
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| gast_free hat Folgendes geschrieben: | Also wenn ich das Bild richtig interpretiere wird Spannung dann inzuziert, wenn die Spule um die z-Achse rotiert. Dann ändert sich der Fluss durch die Spule bzw. durch den Querschnitt d^2 sinusförmig. Bei den anderen beiden Achsen ist die Flussänderung 0.
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Hallo, danke für die Antwort. Aber meintest du nicht x-Achse statt z-Achse, wenn das Teil um die z-Achse rotiert, dann hast du doch keine Änderung der Fläche.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 03. Mai 2021 12:54 Titel: |
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| MMchen60 hat Folgendes geschrieben: | | ... wenn das Teil um die z-Achse rotiert, dann hast du doch keine Änderung der Fläche. |
Die Fläche ändert sich sowieso nicht, aber der Winkel zwischen Flächen- und Flussdichtevektor. Und da der magn. Fluss das Skalarprodukt aus Flächen- und Flussdichtevektor ist, erhältst Du einen zeitlich veränderlichen Fluss durch die Spule, welcher Voraussetzung für eine Spannungsinduktion ist.
Bei Drehung um die x- und y-Achse ist der Winkel zwischen Flächen- und Flussdichtevektor permanent 90° und damit der Fluss durch die Spule permanent null (Skalarprodukt geht mit dem Kosinus des Winkels).
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MMchen60
Anmeldungsdatum: 31.01.2021
Beiträge: 207
Wohnort: Heilbronn
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| MMchen60 Verfasst am: 03. Mai 2021 14:00 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: |
Bei Drehung um die x- und y-Achse ist der Winkel zwischen Flächen- und Flussdichtevektor permanent 90° und damit der Fluss durch die Spule permanent null (Skalarprodukt geht mit dem Kosinus des Winkels). |
Ja, sorry, ich habe mir das doch noch mal angeschaut, muss Drehung um die z-Achse sein. Nur dann ändert sich die vom magnetischen Fluss durchdrungene Fläche.
Vielen Dank.
Fortsetzung der Aufgabe:
Durch die Spule wird nun ein Strom der Stärke I=100 mA geleitet. Geben Sie an, um welche Achse sich die Spule dreht und bestimmen Sie das maximale Drehmoment.
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Hierzu fehlt mir der Ansatz. Gehen wir mal davon aus, dass die Spule sich nicht mehr drehen soll gemäß Aufgabenteil a). Dann wird sie sich ja auch um die z-Achse beginnen zu drehen, OK, nur ob links oder rechts rum, kann man nicht sagen, da Stromrichtung fehlt. Aber wie mache ich das jetzt mit dem maximalen Drehmoment? Lorentzkraft mal Hebelarm? Und der Hebelarm ist d/2 ??
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gast_free
Gast
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| gast_free Verfasst am: 04. Mai 2021 10:00 Titel: |
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Dir fehlt nicht der Ansatz. Die fehlt die Geduld zu lesen. Die Lösung ist oben fast fertig beschrieben. Hätte ich sie zu Ende beschrieben währen die Zeilen von den Betreibern wieder gelöscht worden.
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5863
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| Myon Verfasst am: 04. Mai 2021 10:25 Titel: |
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Zur Fortsetzung der Aufgabe: Durch den Strom in der Spule wird ein magnetisches Dipolmoment
induziert, auf welches im Magnetfeld des Hufeisenmagneten ein Drehmoment
wirkt.
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MMchen60
Anmeldungsdatum: 31.01.2021
Beiträge: 207
Wohnort: Heilbronn
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| MMchen60 Verfasst am: 04. Mai 2021 12:33 Titel: |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: | Zur Fortsetzung der Aufgabe: Durch den Strom in der Spule wird ein magnetisches Dipolmoment
induziert, auf welches im Magnetfeld des Hufeisenmagneten ein Drehmoment
wirkt. |
Hallo, Danke, da ja aber nach dem maximalen Drehmoment gefragt ist, darf ich doch dann einfach  bilden, oder?
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5863
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| Myon Verfasst am: 04. Mai 2021 13:15 Titel: |
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| MMchen60 hat Folgendes geschrieben: | | (...) darf ich doch dann einfach bilden, oder? |
Ja. Dieser Wert wird erreicht, wenn das Dipolmoment bzw. die Spulenachse und das Magnetfeld senkrecht aufeinander stehen. Sorry, ich hatte gemeint, es sei auch noch nach dem Winkel gefragt, wo das Drehmoment maximal wird, aber das ist nicht der Fall.
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