Wirbelstrom Erklärung korrekt ?

hansmaulwurf · Anmeldungsdatum: 09.07.2006 Beiträge: 140

Hallo und einen guten Tag zusammen...

Ich habe mich ein wenig schlau gemacht und versuche mir die induktion von wirbelströmen zu erklären...also ist es so ?

Eine Leiter befindet sich in einem magnetischen Wechselfeld....wie er dahingekommen ist...ertsmal egal :-)

magnetische Wechselfelder erzeugen nach dem allgemeinen Induktionsgesetz in elektrisch leitenden Materialien 1)eine Induktionsspannung aufgrund von Kraftwirkung auf Ladungsträger durch das Magnetfeld. 2) ein elektrisches Wirbelfeld

1)Also es findet eine Ladungstrennung statt ..damit zwischen den enden des leiters diese elektrische spannung und somit ein elektrisches Feld ?
Dies ist die Induzierte spannung !??

2) Wo kommen jetzt diese wirbelströme her ?
vom induzierten elektrischen wirbelfeld oder vom statischen elektrischen Feld des leiters (an den enden) ??

Wie kann man diese Ströme beschreiben...

Vielen Dank

Hilfe

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Du bringst da ein wenig Ursache und Wirkung durcheinander.

Das sich ändernde Magnetfeld erzeugt ein elektrisches Wirbelfeld, egal ob da ein Leiter ist oder nicht. Ist ein Leiter in diesem Wirbelfeld, dann wirken auf die Ladungsträger Kräfte aufgrund des induzierten elektrischen Feldes und es kommt zu einem Stromfluss.

Da die elektrischen Feldlinien geschlossen sind, kommt es auch zu einem geschlossenen Strom, eben einem "Wirbelstrom".

hansmaulwurf · Anmeldungsdatum: 09.07.2006 Beiträge: 140

ja genau..also magnetische wechselfelder erzeugen auch ohne dem Vorhandensein eines Leiters eine elektrisches Wirbelfeld (in sich geschlossen)
...wenn sich jedoch ein Leiter in diesem magnetischen Feld befindet, dann kommt es doch aufgrund der magnetischen Kraft !!! zu einer Ladungstrennung im Leiter ! Daraus folgt ein elektrisches Feld zwischen den beiden enden und somit eine elektrische spannung zwischen den Enden des Leiters....
...wenn ich jetzt einen transformator habe, wirbelströme jetzt mal ausgeklammert und auch den Eisenkern nicht betrachtet, dann entsteht in der zweiten spule eine spannung aufgrund der Kraftwirkung des magnetischen Feldes der ersten Spule !?
In der zweiten Spule findet also eine Ladungstrennung statt aufgrund des Magnetfeldes der ersten Spule.....Ladungstrennung = Spannung an der zweiten Spule...
Ich lese immer nur induziert eine Spannung an der Sekundärwicklung...das stört mich...wo ist da die Erklärung....?

richtig ?

Die Wirbelströme entstehen also nur aufgrund des elektrischen wirbelfeldes, welches durch das magnetische wechselfeld induziert wird ?
und haben nix mit der induzierten spannung an den leiterenden zu tun ?

richtig ?

danke

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Was verstehst du unter magnetischer Kraft? Ein Magnetfeld vermag auf ruhende Ladungen keinerlei Kraft auszuüben...Du hast da irgendwo ein latentes Verständnisproblem dem ich nun langsam auf die Spur komme...

Nehmen wir mal eine Leiterschleife, so wie ich sie in der Abbildung gezeichnet habe. Diese wird von einem sich ändernden Magnetfluss durchsetzt, sodass hier ein elektrisches Feld induziert wird.

Über das elektrische Feld entlang des Ringes weiss man zunächst nichts, ausser dass das Linienintegral entlang eines Geschlossenen Weges genau der Flussänderung durch den Ring entspricht. Vereinfachen wir mal die Sicht und modellieren den metallischen Ring aus in Serie geschalteten Widerständen. Je besser der Leiter, um so kleiner diese Widerstände. Ich hab mal zwei eingezeichnet, es würde auch einer reichen. Das Linienintegral ist dann die Summe der Spannungsabfälle entlang der Schleife.

Dann ist (immer und unter allen Umständen) die Summe aller Spannungsabfälle in der Schleife nicht wie "üblich" Null, sondern genau gleich der Änderungsrate des magnetischen Flusses. Genau das, und nichts anderes ist das hier wirksame Naturgesetz, welches für die Enstehung einer Induktionsspannung verantwortlich ist, nämlich das Induktiongesetz von Faraday.

Fall 1)
Irgendwo ist der Ring aufgetrennt, und man schaltet ein Messgeraät mit hohem Innenwiderstand zwischen A,B.

Im einzelnen:

Da

und

aber I Null ist, haben wir

Es gibt keinerlei Ladungstrennung!!!!! Wenn du denkst, dass sich die Enden A und B entgegengesetzt aufladen, liegst du falsch. Die Spannung zwischen A und B ist eine reine Induktionsspannung und kann unter keinen Umständen durch eine Ladungsverschiebung oder -trennung verstanden werden. Eine solche hätte verschwindende Rotation, was für das induzierte E-Feld nicht gilt.

Fall 2)

Der Ring ist nun geschlossen.
Wiederum gilt natürlich

Da nun aber ein Strom fliesst,

oder

Das ist nichts anderes als der Wirbelstrom!

Beim Trafo hast du halt nicht eine Wicklung, sondern N Wicklungen, und so

für Fall 1 (Leerlauf sekundärseitig) und

für Fall 2 (Kurzschluss sekundärseitig).

hansmaulwurf · Anmeldungsdatum: 09.07.2006 Beiträge: 140

ok hatte da was durcheinander gebracht...danke...

Zu deinem KOmmentar aus dem vorletzten Post...

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

das wäre dann Fall1, stimmt. Du könntest eine Spannung messen, vorausgesetzt, die vom Leiter und dem Messgerät aufgespannte Fläche wird von einem veränderlichen Fluss durchsetzt.

Wirbelströme sind Ströme die im Kreis fliessen, ohne Quelle und Senke.
Dazu braucht man einen geschlossenene Weg. Natürlich.