Lenz'sche Regel

Jessica023 · Anmeldungsdatum: 11.10.2021 Beiträge: 150

Meine Frage:
In Fahrzeugen zeigt ein Tachometer die aktuelle Geschwindigkeit des Autos, indem die Drehzahl der Reifen auf die Drehung eines Magneten übertragen wird. Über dem Magneten ist ein Speichenrad S, das mit einer Spiralfeder und einem Zeiger verbunden ist. Wenn sich das Speichenrad dreht, dann dreht sich auch der Zeiger.

a) Argumentiere mithilfe der Lenz'schen Regel, warum sich das Speichenrad in dieselbe Richtung wie der Magnet dreht.

b) Erläutere, wie die Drehung des Rades gestoppt wird, damit der Zeiger stehen bleibt

c) Erkläre, wie sich das Speichenrad verhalten wurde, wenn die Spiralfeder entfallen würde

Meine Ideen:
Kann jemand mir helfen?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5870

Was besagt denn die Lenzsche Regel?

Ich würde einmal nachschlagen, wie eine Wirbelstrombremse funktiniert, denn das Prinzip ist hier dasselbe. Stichworte: Wirbelströme, Änderung des magnetischen Flusses, Lenzsche Regel, Lorentzkraft. Was im vorliegenden Fall noch hinzukommt ist die Spiralfeder, welche ein rücktreibendes Drehmoment ausübt.

Jessica023 · Anmeldungsdatum: 11.10.2021 Beiträge: 150

Sie besagt, dass der entstehende Induktionsstrom immer so gerichtet sein muss, dass er der Ursache seiner Entstehung entgegenwirkt

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5870

Gut. Und nun läuft es ähnlich wie bei der Wirbelstrombremse: durch das relativ zum Speichenrad bewegte B-Feld entstehen Kreisströme im Speichenrad. Diese Kreisströme wiederum induzieren selber Magnetfelder, welche entgegen der Änderung des äusseren Felds gerichtet sind (Lenzsche Regel).

Da das Magnetfeld nicht homogen ist, heben sich die Lorentzkräfte auf die Kreisströme nicht auf, sondern sie bewirken eine Kraft auf das Speichenrad in Richtung des sich drehenden Magneten. Auch das kann man als Folge der Lenzschen Regel deuten - das Speichenrad will dem Magneten folgen. Das Rad dreht sich, bis die Lorentzkräfte und die rücktreibende Federkraft im Gleichgewicht sind. Das führt zum Zeigerstand, welcher die Geschwindigkeit angibt.

Jessica023 · Anmeldungsdatum: 11.10.2021 Beiträge: 150

Okay das war für a).

wie schaut es bei b) aus?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5870