Induktionsspannung

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Hi
Folgende Probleme
a) Ein Eisenbahnzug fährt mit

über eine waagerechte Strecke. Zwischen den isolierten Schienen (Spurweite

) liegt ein Spannungsmesser. Was zeigt er an, wenn die Vertikalkomponente des Erdmagnetfeldes

beträgt?
Spielt die Zahl der Achsen des Zuges eine Rolle?

b) Was zeigt ein mitfahrender Spannungsmesser an? Könnte man mit diesem Effekt die Wagen beleuten?

A)Als Spannung habe ich

Mehrere Achsen würden die Spannung nicht beeinflussen, aber die Stromstärke.

B) Da brauche ich Tipps, Hilfe, Ratschläge...

Ich hoffe wenigstens A ist richtig....

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Dein Ergebnis in a) sieht gut aus smile

Magst du da noch genauer dazusagen, welchen Effekt du da berechnet hast, und welche Formeln du dafür genommen hast, um das, was du in a) über diesen Effekt verstehen kannst, für deine Überlegungen in b) weiterzuverwenden?

Magst du dir in b) vielleicht zusätzlich dazu mal eine Skizze machen, in der du auch das Messgerät und seine Kabel mit einzeichnest?

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

a)ja, das ist doch die Induktionsspannung. Die entsteht, weil auf die Elektronen Lorentzkraft wirkt, somit kommt es zur Ladungsverschiebung. Polaritäten bilden sich, freie Elektronen erfahren eine elekt. Kraft. Dadurch entsteht dieses Induktionsspannung.
Was genau meinst du mit Effekt?

b) Ich habe eine Skizze gemacht. Wenn sich die Achsen bewegen, so bewegt sich auch das Messgerät. D.h. dass diese gleiche Induktionsspannung auch bei Messgerät entsteht.

Aber ob das leuchten wird.... woher soll man das wissen? Oder entsteht da doch keine Spannung?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Ja, ist doch logisch- diesselbe Spannung. Also was ich ausgerechnet habe.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Moment mal, welche Spannungen sollen gleich sein? Wir haben hier ja drei Spannungen:

* Die Spannung zwischen den Gleisen an den Achsen

* Die Spannung an den Kabeln, die von den Gleisen zum Messgerät führen

* Die Spannung, die das Messgerät dann noch misst.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Da bin ich nicht einverstanden: Denn wie groß ist Nr. 2 ?

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Also sind alle gleich groß Hammer

Aber was bringt mich das weiter?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Na, alle sind nicht gleich groß, dass habe ich oben schon gesagt: Nr. 1 und Nr. 3 sind nicht gleich groß!

Magst du noch mal sorgfältig und genau hinschauen und überlegen, und dann nochmal sagen und begründen, welche der drei Spannungen gleich sind, und damit folgern, wie die Lösung der Aufgabe ist?

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

hmm. ist vielleicht Nr.2=0V, weil es parallel zu den Feldlinien liegt?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Leider noch danebengeraten. Die Kabel von den Schienen zum mitbewegten Messgerät laufen parallel zu den Achsen des Zuges, und die in den Achsen induzierte Spannung ist ja nicht Null. Kommst du damit zu einem anderen Schluss?

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Also :
Die in den Achsen induzierte Spannung habe ich oben berechnet.

Die vom Messgerät gemessene Spannung ist geringer als die in den Achsen, da das Messgerät weiter weg ist von den Gleisen.

Das ist, wenn ich ehrlich bin, nur Raterei. Kannst du mir vielleicht einen Begriff ums Ohr schmeißen, der mir den Funken zur Erkenntnis gibt?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Vielleicht hilft es dir ja, dir die Achsen des Zuges mal ganz wegzudenken und die leitende Verbindung zwischen den beiden Schienen statt dessen mit einem mitfahrenden Kabel herzustellen.

Ändert das etwas an der induzierten Spannung?

Wie groß muss also die Spannung Nr 2 sein?

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Also ich will jetzt nicht raten.
Und die Antwort lautet bestimmt, dass Nr.2 gleich groß ist.
Warum weiß ich aber nicht, denn ich stell mir das anders vor- ich zeichne es auf und schau in 2 min wieder

soll stell ich mir das vor.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Okay, jetzt wird ja die gleiche induzierte Spannung in der Achse und in den grünen Zuleitungskabeln erzeugt (denn beide verbinden die Schienen und bewegen sich mit dem Zug mit). Welche Differenz bleibt dann am roten Messgerät noch übrig?

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Ja, aber das Messgerät bewegt sich auch mit...und es ist auch verbunden mit dem Kabel...

Ich denke mal, dass wir dann für das Messgerät null Volt haben, wenn ich mich nicht irre.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Nichts... Solange sie sich nicht bewegen, entsteht auch keine Lorentzkraft.

D.h. also in meinem Fall, dass man wegen den 0Volt keine Glühlampe betreiben kann.

Aber was ich noch immer nicht verstehe: Warum ist es ruhend? Warum? Es muss sich doch mit den Schienen bewegen, weil die Kabel doch dann ausreißen, da sich die Achsen nach vorne bewegen.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

[quote="dermarkus"]

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Also was das Problem der ganzen Sache ist, ist die SPannung:

Spannung sorgt dafür, dass Elektronen angetrieben werden. Dafür brauchen wir einen Stromkreis!
In unserem Fall mit bewegtem Leiter, bewegten Achsen und bewegten Messgerät, erzeugen die Achsen Induktionsspannung.

Aber diese Induktionsspannung kann nur entstehen, indem wir einen Stromkreis haben und durch diese 3 Teile haben wir einen Stromkreis. Die Elektronen fließen. Nun fließen die Elektronen durch den gesamten Stromkreis. D.h., dass sie doch auch durch das Messgerät gehen müssen. Sie können da doch keine Ausnahme machen.

Das ist das Problem der ganzen Sache... Was ist mit den Elektronen los, dass sie da nicht durchfließen, obwohl in einem Stromkreis die Elektronen durch Spannung durchfließen(siehe Bild)

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das ganze ist kein geschlossener Stromkreis, weil es kein Kabel gibt, durch das die Elektronen zurückfließen könnten. Denn alle Achsen des Zuges und die Kabel des mitfahrenden Messgerätes erzeugen ja die Induktionsspannung, sind also "Spannungsquellen" und damit keine Wege, durch die die Elektronen zurückfließen könnten.

Um den Stromkreis zu schließen, müsste man ein ruhendes Kabel auf das Gleis legen, das die beiden Schienen miteinander verbindet. Dann würde Strom in diesem Stromkreis fließen (damit könnte man dann also im Prinzip eine "Gleisbeleuchtung" bauen smile

)

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Achso

Vielen Dank für die Geduld

epsilon · Anmeldungsdatum: 25.01.2011 Beiträge: 1 Wohnort: Hessen

Guten Abend!

Nach einigen Jahren wird dieses Thema wieder aktuell. Ich bin zwar etwas spaet dran.. Aber naja!

Wir haben im Unterricht mit der Teilaufgabe a) angefangen, und sind zu folgendem Ergebnis gekommen.

Eingesetzt in die Formel:

Folgendes Ergebnis: 2,47 mV

Soweit, sogut. Bis hier hin habe ich noch alles Verstanden.

Die Teilaufgabe b) hat mir aber auch leichte Bauchschmerzen gebracht. Anhand der verschiedenen Beitraege bin ich ziemlich durcheinander gekommen..

Könnte mir jemand behilflich sein und alles nochmal - auch für dummi's verstaendlich- erklaeren?

Grüsse,
epsilon