Induktion 1.Art bewegter Leiter im Magnetfeld

kl134 · Gast

Meine Frage:
in gerades Leiterstück (Länge l = 60 cm ) bewegt sich in einem homogenen Magnetfeld ( B = 75 mT ) mit der Geschwindigkeit v = 4 m/s , wobei sich der v.
Wie groß ist die auftretende Spannung zwischen den Leiterenden?

Meine Ideen:
Also meine Überlegung war folgende: Die Elektronen werden sich bewegen und eine Lorentzkraft erfahren, dadurch wird sich eine Potentialdifferenz bilden. Das wird bewirken, dass sich wiederum ein elektrisches Feld bildet, welche weitere Elektronenwanderung zum "tieferen" Potenzial verhindern wird, und somit wird sich eine konstante "induzierte" Spannung einstellen. Ich habe also das Kräftegleichgewicht verwendet Fel = F_lorentz und damit die Spannung berechnet.
Mein Physik-Lehrer hat aber das Induktionsgesetz verwendet, und gesagt dass sich die Fläche ändert, also U_ind= B* A(t)' . Und er hat gemeint,
dass diese Fläche gleich l* (v*t)' = l*v ist, und er bekommt das gleiche. Nur mein Problem liegt folgender: Ich denke man darf nicht dieses Induktionsgesetz verwendet, sondern mit dem Induktiongesetz 1.Art also mit Kräftegleichgewicht arbeiten und diese induzierte Spannung als Ursache der Lorentzkraft beschreiben. Denn nach seiner Formel heisst es dann, dass die induzierte Spannung immer steigt, weil seiner Meinung nach, die Fläche zunimmt. Das Problem ist aber, das dieses Spannung eben konstant bleibt. Und Angenommen, ich würde ein geschlossenes Rämchen im B-Feld komplett bewegen wie im diesen Beispiel: wenn die innere Fläche des Rämchen komplett durchsetzt wurde, diese ja auch nicht ändern und es würde bedeutet, dass die induzierte Spannung 0 ist, was ja stimmt. Nach seiner Überlegung ist der Problem aber, dass die Fläche immer ansteigen würde. Darf man also bei diesem Beispiel so rechnen wie mein Lehrer und so argumentieren? Weil für mich mach diese "FLäche" nur sinn, wenn es sich um geschlossene Leiterstücke handelt.

nkyd · Gast

Achso jetzt sehe ich, wenn er v*t ableitet, wird sich eine Spannung einstellen dir nicht mehr von der Zeit abhängig ist, sondern nur von v.

snse · Gast

Nur es macht irgendwie mehr Sinn mit Kräftegleichgewicht zu arbeiten, und bei geschlossenen Flächen halt mit dem Induktionsgesetz.

kljeg · Gast

Wenn ich aber die Funktion Uind(t) und Uind(x) berechne, bekomme ich
für Uind(t) eine Geradengleichung und Uind(x) eine Wurzelfunktion. Es macht schon sinn, dass es eine Wurzelfunktion ist die sich dieser Endspannung nähert. Es macht mir aber kein Sinn, dass es eine Geradengleichung ist, die immer steigt? Oder ist die Steigung so klein, dass es fast horizontal ist? ABer es wurde trozdem heissen dass es immer steigen würde über der Endspannung??

ojaet · Gast

Wieso aber bekommt man am ende eine konstante Spannung, wenn aber ein Rämchen kokmplett im B-Feld ist, ist die induzierte Spannung null? Was ist genau mit der Fläche in dem induktions Gesetz gemeint? Denn bei einem Stab wird eine konstante Spannung sich einstellen, bei einem Rämchen aber nicht? Muss man hier auch das Lenzsche Gesetz einbeziehen? Aber ist das nicht nur, wenn Strom durch dieses Rämchen oder Stab fließt? oder gilt das induzierte Strom immer aber es muss halt ein geschlossener Stromkreis sein?