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Elektromagnetische Induktion von Spannung
 
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muellermilch



Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80

Beitrag muellermilch Verfasst am: 28. Jan 2023 13:19    Titel: Elektromagnetische Induktion von Spannung Antworten mit Zitat

Hallo,

ich würde gerne die Spannung berechnen die ich erhalte, wenn ich eine Magnetkugel durch eine Spule rollen lasse. Ich habe mir die Formeln für die elektromagnetische Induktion angeschaut, aber ich bin ehrlich gesagt am Verzweifeln, ich sehe da nicht durch. Daher bitte ich hier nun um Hilfe.

Ablauf:
Ich habe ein Rohr in der die Magnetkugel rollt. Um das Rohr habe ich eine 40 cm lange Spule mit 3000 Winklungen. Die Magnete unter dem Rohr benötige ich, damit die Magnetkugel rollt, aufgrund der Anziehung. Die Geschwindigkeit liegt bei 0,2 m/s, wobei das nur ein Beispielwert ist.
Die Magnetkugel hat folgende Daten:

Durchmesser: 12,7 cm
Remanenz Br 12900-13200 G, 1.29-1.32 T
Koerzitivfeldstärke bHc 10.8-12.0 kOe, 860-955 kA/m
Koerzitivfeldstärke iHc ≥12 kOe, ≥955 kA/m

Ist es möglich, die Spannung damit zu berechnen?



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Rail
Gast





Beitrag Rail Verfasst am: 28. Jan 2023 17:17    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,
wenn der Magnet vollkommen in die Spule eingetaucht ist, ist die Spannung an der Spule Null Volt.

Grüße
muellermilch



Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80

Beitrag muellermilch Verfasst am: 28. Jan 2023 18:31    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Rail,

ich muss also mehre Spulen mit Luft dazwischen nebeneinander stellen und die Spule darf nie größer sein, als die Magnetkugel?
muellermilch



Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80

Beitrag muellermilch Verfasst am: 28. Jan 2023 19:04    Titel: Antworten mit Zitat

Oder ich unwickle nicht das Rohr, sondern stelle die Spulen neben das Rohr.
Das sollte ja auch funktionieren, oder?



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Rail
Gast





Beitrag Rail Verfasst am: 28. Jan 2023 19:06    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,
muellermilch hat Folgendes geschrieben:
Hallo Rail,

ich muss also mehre Spulen mit Luft dazwischen nebeneinander stellen und die Spule darf nie größer sein, als die Magnetkugel?


ich muss also mehre Spulen mit Luft dazwischen nebeneinander->hintereinander stellen und die Spule darf nie größer->länger sein, als die Magnetkugel?

Grüße
Rail
Gast





Beitrag Rail Verfasst am: 30. Jan 2023 14:30    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,
muellermilch hat Folgendes geschrieben:
Oder ich unwickle nicht das Rohr, sondern stelle die Spulen neben das Rohr.
Das sollte ja auch funktionieren, oder?

der Magnet sollte sich schon durch die Spule bewegen. Der Magnet darf sich auch nicht drehen, Nord-Südpol immer in Richtung Spulenachse.

Grüße
muellermilch



Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80

Beitrag muellermilch Verfasst am: 07. Feb 2023 17:59    Titel: Antworten mit Zitat

Ich bin ziemlich wissensdurstig und schaue sehr viel im Netz nach, um Dinge zu lernen und zu verstehen, aber es frustriert mich, wenn ich Dinge nicht finde, nach denen ich suche oder ich mir nicht sicher bin, nach dem was ich gefunden habe, ob es stimmt, was ich glaube.

Nunja. Meine Frage ist relativ simpel, aber ich kenne die Antwort darauf einfach nicht. Ich weiß wie Elektromagnetische Induktion funktioniert, entweder ich schiebe einen Magneten in die Spule oder ich drehe einen Magneten vor der Spule. Hauptsache Bewegung. Was ist aber, wenn ich einen Magneten lediglich von rechts nach links über den Eingang der Spule schiebe. Reicht das für eine Induktion? (siehe Bild)



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ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3411

Beitrag ML Verfasst am: 07. Feb 2023 18:05    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

muellermilch hat Folgendes geschrieben:
Ich weiß wie Elektromagnetische Induktion funktioniert, entweder ich schiebe einen Magneten in die Spule oder ich drehe einen Magneten vor der Spule. Hauptsache Bewegung.

Hauptsache Änderung der Flussdichte.

Zitat:

Was ist aber, wenn ich einen Magneten lediglich von rechts nach links über den Eingang der Spule schiebe. Reicht das für eine Induktion? (siehe Bild)

Dann wird sich überall im Raum die magnetische Flussdichte ändern; auch in der Spulenfläche
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Spulenflaeche.ogv

Folglich wirst Du an den Enden des Drahtes eine Spannung messen können. Diese wechselt ihr Vorzeichen, nachdem der Magnet die Symmetrieachse der Spule passiert hat.

Viele Grüße
Michael
muellermilch



Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80

Beitrag muellermilch Verfasst am: 07. Feb 2023 18:38    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Michael,

vielen Dank!

Aufgrund der Induktion entsteht nun bei der Spule auch ein Magnetfeld, aber wie sieht das Magnetfeld der Spule aus? Ist es genauso wie hier auf dem Bild?

Nachtrag: Wobei, es kommt auf die Richtung des Magneten an oder?



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muellermilch



Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80

Beitrag muellermilch Verfasst am: 10. Feb 2023 18:39    Titel: Antworten mit Zitat

Mein Durst nach Wissen wird einfach nicht gelöscht. Leider finde ich das, was ich genau wissen möchte, nicht im Netz. Kennt jemand eine Seite oder Videos, wo unterschiedliche Experimente in dieser Richtung gemacht werden?

In dem Bild oben seht ihr das Schaukel-Prinzip. Das kennt ihr? Habe ich eine Spule "kurzgeschlossen" und ich lasse einen Magneten in diese Spule schaukeln, dann wird dieser Magnet abgebremst. Erklärung:

Grundsätzlich ändert sich durch die Bewegung des Magneten das Magnetfeld in der Spule. Daher wird durch die Bewegung des Magneten in der Spule eine Induktionsspannung erzeugt. Im geschlossenen Stromkreis der Spule (die Spule ist kurzgeschlossen!) fließt folglich ein Induktionsstrom. Der Induktionsstrom verursacht selbst ein Magnetfeld, welches mit dem Magnetfeld des Stabmagneten in Wechselwirkung tritt.

Nun meine Frage. Was passiert, wenn ich einen weiteren Magneten an die gleiche Schaukel hänge, der oberhalb der Spule läuft. Beide Magnete bilden also nun eine Einheit. Während der Magnet in der Spule durch das entstehende Magnetfeld von der Spule abgebremst wird, wird der obere Magnet durch das entstehende Magnetfeld von der Spule angezogen. So jedenfalls meine Theorie. Stimmt das? Und wenn ja, was passiert mit der Schaukel? Hebt sich die "Bremse" damit auf? (siehe Bild)



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ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3411

Beitrag ML Verfasst am: 10. Feb 2023 19:05    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,


muellermilch hat Folgendes geschrieben:

Aufgrund der Induktion entsteht nun bei der Spule auch ein Magnetfeld, aber wie sieht das Magnetfeld der Spule aus? Ist es genauso wie hier auf dem Bild?

Nein. Entscheidend im Hufeisenmagnet ist das B-Feld, das sich im Kern befindet und senkrecht durch die Spulenfläche tritt.
Das Magnetfeld ist am Schenkel des Magneten (innerhalb des Magnetmaterials) groß. Zur Spitze hin wird es immer kleiner, da einzelne Magnetfeldlinien sich über die Luft schließen und folglich dann "fehlen".
Bildquelle: https://rkuhnke.eu/Physik/Elektrizit%E4t%20und%20Magnetismus.pdf

Das sieht so ähnlich aus wie hier, bloß dass die "abhauenden" Magnetfeldlinien in gleichmäßigen Abständen kommen müssten.
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Induktion#/media/Datei:Induktion_Hufeisenmagnet3.svg

Zitat:
Nachtrag: Wobei, es kommt auf die Richtung des Magneten an oder?

Ja.

Viele Grüße
Michael



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Zuletzt bearbeitet von ML am 11. Feb 2023 12:47, insgesamt einmal bearbeitet
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3411

Beitrag ML Verfasst am: 11. Feb 2023 12:10    Titel: Antworten mit Zitat

muellermilch hat Folgendes geschrieben:
Mein Durst nach Wissen wird einfach nicht gelöscht. Leider finde ich das, was ich genau wissen möchte, nicht im Netz. Kennt jemand eine Seite oder Videos, wo unterschiedliche Experimente in dieser Richtung gemacht werden?

Leifi Physik -- nicht ganz optimal, aber auch nicht schlecht.
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