| Autor |
Nachricht |
Nightbreezer
Anmeldungsdatum: 04.04.2007
Beiträge: 36
|
 Nightbreezer Verfasst am: 23. Mai 2007 15:10 Titel: |
 |
|
Ok, sehr schön, danke.
Dann bin ich jetzt endlich bei der letzten angekommen:
Mit einer Geschwindigkeit von 5450 km/s bewegt sich ein Elektron parallel zu einem langen Draht, der von einem Strom von 35 A durchflossen wird. Wie groß ist die Kraft auf das Elektron, wenn es 12cm vom Draht entfernt ist?
v=5450km/s= 5450000m/s
Q=-1,6*10^-19C
I=35A
r=12cm=0,12 m
m=9,1*10^-31kg
Hier finde ich den Ansatz nicht.
Also die Kraft auf einenLadungsträger wird ja wie folgt berechnet:
F=Q*v*B
Also würde ich
Fl=Ft
Q*v*B=m*(v^2/r)
B=m*(v^2)/r*Q*v
B=m*v/r*Q
Dann das B ausrechnen und in
=-2,58*10^-4
F=Q*v*B einsetzen.
Also= -1,6*10^-19* 5450000*-2,58*10^-4
=2,25*10^-16N
Was mich daran stört das die Stromstärke von 35A völlig außer acht gelassen wird. |
|
 |
Ari
Moderator
Anmeldungsdatum: 01.06.2005
Beiträge: 577
Wohnort: Göttingen
|
| Ari Verfasst am: 23. Mai 2007 18:35 Titel: |
|
|
Ich bin mir nicht sicher, ob das so geht.
Ein stromdurchflossener Leiter hat ein Magnetfeld, dessen Richtung du bestimmen kannst, wenn der linke Daumen in Elektronenflussrichtung zeigt, die gekrümmten Finger sind dann die Richtung des Magnetfeldes (wiki). Je nachdem, in welche Richtung Strom und ELektron laufen, wird das ELektron angezogen oder abgestoßen. Also kann es durchaus sein, dass es zu einer spiralförmigen Bewegung kommt und man die Zentripetalkraft einbringen kann.
Von daher wäre es legitim. Aber je größer der Strom ist, umso höher ist meine ich auch die magnetische Flussdichte bei konstanter Querschnittsfläche...
Tut mir leid, da kann ich dir nicht viel weiter helfen.
_________________
"Es gibt Dinge, die den meisten Menschen unglaublich erscheinen, die nicht
Mathematik studiert haben."
Archimedes
TI Voyage 200 |
|
|
para
Moderator
Anmeldungsdatum: 02.10.2004
Beiträge: 2874
Wohnort: Dresden
|
| para Verfasst am: 23. Mai 2007 20:16 Titel: |
|
|
Der gewählte Ansatz hilft dir in dem Fall nicht viel weiter - ich weiß auch nicht warum du jetzt hier gerade mit der Radialkraft angesetzt hast, das Elektron soll ja parallel zum Draht fließen und nicht um diesen kreisen. Aber vielleicht helfen dir diese Hinweise schonmal etwas weiter.
Wie Ari schon gesagt hat, führt ja der stromdurchflossene Leiter zu einem Magnetfeld in seiner Umgebung. Hast du eine Vorstellung wie dieses aussieht, wie also die Feldlinien verlaufen?
Die Feldstärke im Abstand r zum Leiter ist jedenfalls gegeben mit:Die Ladung und die Geschwindigkeit des Elektrons kennst du ja. Wenn du jetzt noch herausbekommst wie die magnetischen Feldlinien stehen kannst du wie gewohnt mit der Lorentzkraft ansetzen und erhältst ein Ergebnis.
Da die Bewegungsrichtung des Elektrons im Vergleich zu dem Strom im Leiter nicht angegeben ist, kannst du allerdings nur eine Aussage über die Wirkungslinie der Kraft machen, nicht in welche Richtung diese wirkt.
_________________
Formeln mit LaTeX |
|
|
as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5789
Wohnort: Heidelberg
|
| as_string Verfasst am: 23. Mai 2007 20:17 Titel: |
|
|
Hallo!
Der gegebene Abstand zwischen Draht und Ladung ist ja nicht (unbedingt) der Radius einer Kreisbewegung.
Nein, wie Ari schon angedeutet hat: Du kannst das magnetische Feld um den stromdurchflossenen Leiter berechnen. Dafür verwendet man z. B. das Biot-Savart-Gesetz.
Gruß
Marco |
|
|
Nightbreezer
Anmeldungsdatum: 04.04.2007
Beiträge: 36
|
| Nightbreezer Verfasst am: 27. Mai 2007 10:54 Titel: |
|
|
| para hat Folgendes geschrieben: | Der gewählte Ansatz hilft dir in dem Fall nicht viel weiter - ich weiß auch nicht warum du jetzt hier gerade mit der Radialkraft angesetzt hast, das Elektron soll ja parallel zum Draht fließen und nicht um diesen kreisen. Aber vielleicht helfen dir diese Hinweise schonmal etwas weiter.
Wie Ari schon gesagt hat, führt ja der stromdurchflossene Leiter zu einem Magnetfeld in seiner Umgebung. Hast du eine Vorstellung wie dieses aussieht, wie also die Feldlinien verlaufen?
Die Feldstärke im Abstand r zum Leiter ist jedenfalls gegeben mit:Die Ladung und die Geschwindigkeit des Elektrons kennst du ja. Wenn du jetzt noch herausbekommst wie die magnetischen Feldlinien stehen kannst du wie gewohnt mit der Lorentzkraft ansetzen und erhältst ein Ergebnis.
Da die Bewegungsrichtung des Elektrons im Vergleich zu dem Strom im Leiter nicht angegeben ist, kannst du allerdings nur eine Aussage über die Wirkungslinie der Kraft machen, nicht in welche Richtung diese wirkt. |
Schönen dank erstmal. Normalerweise ist es aber nicht so, dass wir etwas aufbekommen, was wir noch nicht gemacht haben. Mir sagt die Konstante die du da in der Formel gepostet hast leider gar nichts. |
|
|
para
Moderator
Anmeldungsdatum: 02.10.2004
Beiträge: 2874
Wohnort: Dresden
|
| para Verfasst am: 28. Mai 2007 12:41 Titel: |
|
|
| Nightbreezer hat Folgendes geschrieben: | | Schönen dank erstmal. Normalerweise ist es aber nicht so, dass wir etwas aufbekommen, was wir noch nicht gemacht haben. |
Nun, ich weiß ja leider nicht, was ihr konkret schon gemacht habt. Aber ohne die Feldstärke des magnetischen Feldes, das durch den Stromfluss im Leiter hervorgerufen wird, auszurechnen wird man bei der Aufgabe nur sehr schwierig zum Ziel kommen.
Habt ihr denn schonmal über Magnetfelder die durch fließende Ströme hervorgerufen werden gesprochen? Mit dem angesprochenen Biot-Savart-Gesetz kann man das Ganze natürlich allgemein beschreiben. In der Schule sollten aber eigentlich zumindest einfache Sachverhalte wie eben der stromdurchflossene gerade (unendlich lange) Leiter angesprochen werden.
| Nightbreezer hat Folgendes geschrieben: | | Mir sagt die Konstante die du da in der Formel gepostet hast leider gar nichts. |
Meinst du das My? Das steht für die magnetische Feldkonstante, sie hat im Vakuum den Wert:Der Wert für My in Luft weicht nur minimal davon ab, so dass du hier mit diesem rechnen kannst.
_________________
Formeln mit LaTeX |
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen