Magnetostatik

Dexter33 · Anmeldungsdatum: 07.08.2020 Beiträge: 138

hi Habe gerade Probleme bei dieser Aufgabe

Eine kreisförmige Leiterschleife mit den Radien R1 und R2 fließt jeweils Strom
mit demselben Betrag I1 und I2 . Der Mittelpunkt der Schleife befindet sich auf z Achse z = h1 , z = -h2 ober und unterhalb des Ursprungs

a) Geben sie für eine gegebne Höhe h und einem Radius r eine allgemeine Beschreibung des Strompfades und des differentiellen Linienelement der Schleife in Zylinderkoordinaten .

b) Geben sie die magnetische Feldstärke im Ursprung

in Abhängigkeit von Strom I, Höhe h und Raadius R.

c) Höhe h1, h2 Radien R1=R2 =R , I seien gegeben . Wie muss Strom I2 gewählt werden , damit das magnetische Feld im Ursprung verschwindet .

d) Ändert sich die magnetische Feldstärke

wenn die Anordnung einen unendlich langen zylindrischen Ferritkern mit ur >1 und Mittelpunkt auf der z Achse eingebracht wird ?

Hat jemand tipps für die a) für mich ?

Skizze siehe Anhang

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

ich habe den schweren Verdacht, dass du (noch) nicht weißt was Zylinderkoordinaten sind, wenn du schon bei a) aussteigst.

https://de.wikipedia.org/wiki/Polarkoordinaten#Zylinderkoordinaten

Du must dich damit einmal befassen - niemand kann dir das abnehmen...

Dexter33 · Anmeldungsdatum: 07.08.2020 Beiträge: 138

Hier ist meine Tabelle mit Zylinderkoordinaten

Ich weiss schon was Zylinderkoordinaten sind aber die Anwendung fällt mir sehr schwer Big Laugh

Hast du tipps wie ich das hier anwende ?

Kann man so sagen :

z = z

x = p*cos phi

y = p *sin phi

Wie soll ich denn in dem Fall h und r beschreiben ?

Verstehe nicht

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Eigentlich ändert sich nur der Winkel, der Radius und die Höhe ist ja fixiert:

Das differenzielle Linienelement ist daher

Dexter33 · Anmeldungsdatum: 07.08.2020 Beiträge: 138

hmm soll ich da auch die Höhe h einbauen ?

EDIT schnudl: sorry, hab irrtümlich deinen Beitarg bearbeitet statt zu antworten. Passiert mir ab und zu - leider konnte ich das Original nicht mehr ganz rekonstruieren. Tut mir leid.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Dexter33 · Anmeldungsdatum: 07.08.2020 Beiträge: 138

Puuh das Bio Savart Gesetz also Big Laugh

Siehe Bild Anhang

Da brauche ich ja erst mal das dl und r was ich definieren muss ?

Ist mein dl hier das ds Linienelement ?

Und das r der ganze Term mit den Zylinderkoordinaten ?

Man diese Aufgabe ist so schwer

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5870

NB: Eine vom Prinzip her sehr ähnliche Aufgabe zum Magnetfeld auf der Achse einer Leiterschleife hast Du, Dexter33, bereits vor einem halben Jahr gelöst:

https://www.physikerboard.de/ptopic,355041.html

Dexter33 · Anmeldungsdatum: 07.08.2020 Beiträge: 138

Ja aber diese >Aufgabe wirkt auf mich extrem anders ?

Die Skizze ist doch in diesem Fall komplett anders

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Myon hat das im besagten Link Zeile für Zeile vorgerechet, daher erschließt es sich mir nicht, wieso du hier nochmal fragen musst.

Dexter33 · Anmeldungsdatum: 07.08.2020 Beiträge: 138

Dexter33 · Anmeldungsdatum: 07.08.2020 Beiträge: 138

Noch jemand da ?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

ja, sicher ist jemand da - aber ich weiß mit deiner neuen Frage ehrlich gesagt nichts anzufangen: Es ist doch egal wie man das differenzielle Streckenstück bezeichnen mag und ob ich dazu nun dl, ds oder meinetwegen auch dζ sage, ist doch völlig egal. Oder was meinst du?

Ich habe ehrlich gesagt den Eindruck, dass du dir hier eine gratis "Hausaufgaben Erledigung" suchst, in der Hoffnung, dass sich jemand findet, den du so lange löchern kannst, bis dieser am Schluss alles vorgerechnet hat und du nur noch abschreiben musst. Wenn es um die Lösung eines Integrals ginge oder dergleichen, würde ich es noch verstehen, aber hier geht es bei a) bloß um Zylinderkoordinaten - das ist ja kein Hexenwerk , wo man Albert Einstein sein muss, um es zu verstehen, zumal es dazu -zig Quellen im Internet gibt. Wenn du es anhand der zahlreichen leicht findbaren Quellen nicht verstehst, wieso sollte ich dann glauben, dass du es verstehst, wenn ich es dir auf meine Weise zeige? Schon gestern hast du bei einer anderen Frage nicht mal die Oberfläche einer Kugel gewusst (das ist Stoff der 10. Klasse oder so...) und dir alles Zeile für Zeile vorrechnen lassen.

Du darfst auch mitdenken - sorry für die klaren Worte...aber genau das vermisse ich bei dir, auch wenn das zu sagen vielleicht jetzt nicht sehr nett rüberkommt...

Dexter33 · Anmeldungsdatum: 07.08.2020 Beiträge: 138

Ne böse nehme ich es nicht

Ich habe leider Probleme beim anwenden bei solchen Aufgaben wie Bio Savart Big Laugh

Ich persönliche habe auch der letzten Aufgabe keine Ahnung wie ich das anwenden soll ,daher meine Frage .

Es geht nicht um die Lösung da bei uns keine Hausaufgaben gibt ,aber verstehen muss ich leider für Klausur

Mir persönlich fällt extrem schwer anzuwenden

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Naja was verstehst du nicht an den Zylinderkoordinaten? Weißt du, was mit dem differenziellen Linienelement überhaupt gemeint ist?

Dexter33 · Anmeldungsdatum: 07.08.2020 Beiträge: 138

Bin ehrlich .
Ich habe nicht verstanden wie du auf das differentielle Linienelement gekommen bist ?

Ich verstehe auch nicht was ich in meiner Bio Savart Formel auch für das r und dann ds einsetzen soll?

Wie komme ich darauf ?

Das finde ich am meisten kompliziert

Wir hatten zu dem Fach einfach gar keine Vorlesung gehabt .

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Wenn sich nur der Winkel eines Punktes um einen kleinen Betrag ändert, wird am Kreis eine Strecke

zurückgelegt. Diese infinitesimale Änderung steht normal zum momentanen Punktvektor und zeigt somit in die Richtung des dadurch definierten Einheitsvektors

.

Der Vektor dieser Änderung ist daher

Siehe Bild

Dexter33 · Anmeldungsdatum: 07.08.2020 Beiträge: 138

Ja mit der Skizze ist mir das jetzt klar geworden danke.

In der Aufgabe sind ja in der Skizze zwei Ströme dargestellt I1 und I2 .

In der Bio Savart Formel braucht man ja immer dieses r Big Laugh

Wie sieht jetzt genau die Logik aus auf dieses r zu kommen ?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

dl ... Differenzielles Leiterstück
r ... Der Aufpunktsvektor, an dem H berechnet werden soll
r' ... Der Aufpunktsvektor des differenziellen Leiterstücks`

Wegen der hohen Symmetrie für Punkte auf der z-Achse vereinfacht sich diese Vektorgleichung sehr stark und die Integration ist leicht auszuführen.

Was genau ist dir an den Bezeichnungen nicht klar? Ich kann sie ja auch nur hinschreiben. grübelnd

Dexter33 · Anmeldungsdatum: 07.08.2020 Beiträge: 138

ich probiere es jetzt mal einfach :

r = z* er ?

r' ?

In dem anderen Beispiel war ja r' = -a* (cosphx*ex + sinphy*ey)

Bei uns ist ja kein -a . Der Punkt geht ja. in der Z Achse durch 0?

Hoffe das ich das irgendwie verständlich sage

Könnte man hier auch das gleiche sagen einfach ?
Statt -a = -x nennen einfach Big Laugh

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Reden wir aneinander vorbei? Schau doch mal auf das Bild:

Wie lang ist der Vektor r' ?

Welchen Winkel schließt r' mit dl ein?

90° => was wird daher aus dem Kreuzprodukt?

In welche Richtung zeigt das differenziell erzeugte Feld dH?

es zeigt in die Richtung senkrecht zu r'

Welche Komponente bleibt nach der Integration über den ganzen Kreis übrig?

Klarerweise die z-Komponente, diese erhält man durch Multiplizieren mit R/r':

Jetzt musst du das nur noch alles zusammenschreiben und das wars.

Welcher Schritt ist dir unklar?

Das selbe machst du für die andere Leiterschleife und dann addierst du die Werte.

PS: was studierst du eigentlich?

Dexter33 · Anmeldungsdatum: 07.08.2020 Beiträge: 138

Studiere Elektrotechnik,aber nicht erfolgreich Big Laugh

Bedingung der Definition folgt, dass ein Vektorprodukt dann seinen größten Wert besitzt, wenn der von ihnen eingeschlossene Winkel 90 grad ist.

Ich habe mal was gehört das Kreuzprodukt 1 ist ,aber ist ehrlich geraten .

Das r`hast du gesagt zeigt senkrecht nach unten , also in -ez Richtung ?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Ich fürchte, dass ich dir nicht mehr helfen kann. Das Physikerboard kann kein Ersatz für die Beschäftigung mit Vorlesungen an einer Uni sein. So wird dein Sudium ganz sicher nichts.

Wir reden hier nur noch im Kreis herum, diskutieren Banalitäten und ich sehe nicht, dass wir uns irgendwo hinbewegen, was zur Beantwortung deiner Frage führen könnte. Ich schließe das Thema daher mal. "Ratespiele" gibt es anderswo.