Elektromagn. Induktion - Aufgabe 2

Flow · Anmeldungsdatum: 15.05.2007 Beiträge: 15

Hallo zusammen! Hab hier ne neue Aufgabe:

Im Inneren einer Feldspule mit einer homogenen Feldstärke von 50 000 A/m befindet sich sich mit gemeinsamer Achse eine Induktionsspule mit 100 Windungen und 12 cm² Fläche.

a) Berechne die magn. Flußdichte in der Feldspule!
b) Welcher Spanungsstoß tritt an den Enden der Indutkionssppule auf, wenn der Strom in der Feldspule umgepolt wird?
c) Welche Spannung tritt auf, wenn der Strom innterhalb 0,01 s ausgeschaltet wird?

Flow · Anmeldungsdatum: 15.05.2007 Beiträge: 15

Meine erste Frage: Was ist genau mit der Fläche 12 cm² gemeint? Die Kreisfläche?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die Fläche der Induktionsspule. Magst du am besten mal eine Skizze machen und diese Fläche in die Skizze einzeichnen? Magst du diese Skizze mal hier zeigen?

Flow · Anmeldungsdatum: 15.05.2007 Beiträge: 15

Ich würde es gerne machen, aber ich kann mir die Skizze auch nicht richtig vorstellen, bei dieser Aufgabe war nähmlich keine dabei...

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Nur Mut

Mal mal eine Spule smile

Flow · Anmeldungsdatum: 15.05.2007 Beiträge: 15

http://flo87.fl.funpic.de/spule.JPG

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Und, wo siehst du dabei eine Fläche der Spule? Magst du die mal schraffieren? In welcher Perspektive sieht man die Fläche der Spule besser, wenn man von der Seite draufsieht, oder wenn man von vorne draufsieht?

Flow · Anmeldungsdatum: 15.05.2007 Beiträge: 15

Also wenn ich vom mantel ausgehen dann naklar von der Seite... ist wohl aber eher von vorn als Kreis zu sehen denke ich... Pi*r² und dann 2*Pi*r...

Liege ich da richtig? Wenn nicht sag lieber gleich die Lösung!^^

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Flow · Anmeldungsdatum: 15.05.2007 Beiträge: 15

Wie kann ich mir jetzt das ganze System vorsellen, so wie ich es unter meine Spule gemalt habe? Also eine Spule in der anderen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Flow · Anmeldungsdatum: 15.05.2007 Beiträge: 15

Ok gut jetzt soll ich magn. Flussdichte herausfinden:
B= F/(I*l)

Hier ist die Formel für die Feldstärke:
H=(I*n)/l

H habe ich, Windungen hab ich, I nicht, l kann ich vielleicht ausrechne wenn ich den Kreisumfang mal 100 nehme. Ich glaube aber das ist nicht die edelste Art und weise oder? Sollte ich vielleicht andere Formeln nehmen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Flow · Anmeldungsdatum: 15.05.2007 Beiträge: 15

B=μ*H

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Und, was meinst du? Sieht diese Formel schon so erfolgsversprechend aus, dass du dich traust, es mal damit zu probieren?

Flow · Anmeldungsdatum: 15.05.2007 Beiträge: 15

Ja ich finde die sieht besser aus, hab sie in meinen Aufschrieben gefunden. Hatte sowas noch dunkel vor mir^^...

Jetzt muss ich halt das mit dem µ managen!

Flow · Anmeldungsdatum: 15.05.2007 Beiträge: 15

μ= 1,2566*10^-6 Vs/Am

B= (1,2566*10^-6 Vs/Am)*(50000 A/m)

B= 0,06283 T habe ich raus. Was auch stimmt nach den Lösungen Prost

Flow · Anmeldungsdatum: 15.05.2007 Beiträge: 15

So jetzt suche ich den Spannungstoß:

B=(U*t)/(N*A)

0,06283 T = (U*t)/(100*0.12m²)
U*t = 0,75

Wie bekomme ich die Zeit t ?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Da würde ich dir zuerst noch empfehlen, etwas genauer hinzuschauen, was die Formel, die du da auf die Situation in dieser Aufgabenstellung anwenden möchtest, bedeutet. Was ist mit dem B und mit dem t in dieser Formel gemeint? Und was bedeutet das "umgepolt" in der Aufgabenstellung für deine Rechnung?

(Kannst du schon Ableiten und Integrieren? Dann würde ich dir empfehlen, dieselbe Formel in einer Form hinzuschreiben, in der man ihr ansieht, was sie mit zeitlichen Ableitungen zu tun hat. (Dann versteht und sieht man nämlich viel leichter, was diese Formel bedeutet smile

) Und in einer Form, in der nicht nur die Beträge, sondern auch die Vorzeichen mit in der Formel beachtet werden.)

In der b) brauchst du die Zeit gar nicht zu kennen, denn es ist ja weder nach der Spannung noch nach der Zeit gefragt, sondern nach dem Spannungsstoß. Und der hat die Einheit eines Produktes aus Spannung und Zeit.

Flow · Anmeldungsdatum: 15.05.2007 Beiträge: 15

Also brauche ich jetzt Uind oder?

Uind = N*(φ/Δt)

φ = B*A
φ= 0,06283 T * 0.12m² = 0,0075 Wb

Jetzt ist aber halt wieder U von der Zeit anhängig.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das sieht schon etwas besser aus, aber mast du am besten mal in Worten dazusagen, was diese Formel aussagen soll?

Ich sehe dieser Formel noch nicht an, dass du dieser Formel ansiehst, was die Induktionsspannung mit einer zeitlichen Änderung zu tun hat smile

(Magst du mal Latex
siehe http://www.physikerboard.de/topic,128,-latex-und-der-formelsatz-im-board.html
verwenden, um deine Formeln zu schreiben? Dann musst du nicht als Notbehelf den magnetischen Fluss mit einem kleinen phi statt richtig

bezeichnen, und kannst auch das mit den Ableitungen dann sicher besser hier aufschreiben.)