Frage von einer naturwissenschaftlichen Null:
Ist ein Bootsantrieb denkbar, der so funktioniert, dass Platten/Bänder/Schienen („drive strips“) unter dem Boot unter Strom gesetzt werden, das Wasser verdrängen und so eine Art Kissen schaffen, auf dem das Boot gleitet? So etwa Prinzip „Magnetschwebebahn“?
Grund für meine Frage ist eine Textstelle in dem Buch, das ich grade übersetze. Falls jemand spaßeshalber genau Bescheid wissen möchte, kann ich zitieren.
Danke im voraus,
Eva Bauche-Eppers
Hallo Eva!
Vielleicht ist ein Verdrängerantrieb gemeint!
Im Boot (unten) liegt ein Kanal, nach vorn und hinten unter Wasser offen. Dazwischen liegt eine Verdrängerpumpe, die das Wasser vorn ansaugt und hinten ausstößt.
Ich glaube es nennt sich „Jetstreamantrieb“ .
Gruß Werner
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Frage von einer naturwissenschaftlichen Null:
Ist ein Bootsantrieb denkbar, der so funktioniert, dass
Platten/Bänder/Schienen („drive strips“) unter dem Boot unter
Strom gesetzt werden, das Wasser verdrängen und so eine Art
Kissen schaffen, auf dem das Boot gleitet? So etwa Prinzip
„Magnetschwebebahn“?
Ich bin wirklich kein Physiker, aber eines kann ich dir sagen:
Ein EM - Feld aufzubauen, um Wasser zu verdrängen, halte ich für ein hoffnungsloses unterfangen. Wenn es überhaupt funktioniert, müßte es ein ungeheures mächtiges Feld sein, daß eine gewaltige Menge von Wasser ( je nachdem wie groß das Schiff ist ) „wegdrängt“.
Ich glaube sogar, daß es überhaupt nicht funktionieren kann, denn: Bei Feldstärken wo auch nur eine minimale Abstoßung vorstellbar wird, sind die Feldstärken schon so groß, daß das Wasser wohl er verdampft werden würde!
Es ist auf keinen Fall vergleichbar mit einer Magnetschwebebahn: Hier findet ein actio - reactio zwischen zwei Feldern statt. Du brauchst aber bei deinem System ein Auswirkung auf normale Materie - viel Spaß!
Entfernt kann ich es mir nur vorstellen, wenn reine Magnet- oder Graviton - Felder eingesetzt würden. In der Kernfusion nutzt man Magnetfelder zur Eindämmung von Plasma ( 4. Aggregatszustand ). Aber glaub mir, die schießen da so viel Energie zu, damit die Felder stabil bleiben - für ein Schiff ausgeschlossen ( wenn’s nicht grad’ ein 2 km langes High - tech - Raumschiff ist ).
Aber nur mal so: Gib mal den Satz bekannt. Würde mich mal interessieren, was da steht. Worüber handelt das Buch überhaupt?
Florian
Aber nur mal so: Gib mal den Satz bekannt. Würde mich mal
interessieren, was da steht. Worüber handelt das Buch
überhaupt?
„The converter sighed, electrified water surged back from drive strips…“
Das Buch ist von Jack Vance, zwar SF, aber mit der Atmosphäre der Sherlock Holmes Romane. Wirklich nett, die Arbeit macht Spaß.
Danke für deine ausführliche Erklärung. Vielleicht kann ich es ermöglichen, den Autor selbst zu fragen, was er sich vorgestellt hat.
Grüße,
Eva
Mäglicherweise ist ein hydrodynamischer Antrieb gemeint. Das ist ein Jetantrieb, bei dem das Wasser durch senkrecht zur Fahrtrichtung stehende elektrische und magnetische Felder beschleunigt wird. Die treibende Kraft ist die auf die senkrecht zum magnetischen Feld bewegten Ladungsträger (es sollte also nur in Salzwasser funktionieren) wirkende Lorenzkraft.
Hallo,
Magnetfelder koennen Ladungen nicht beschleunigen (im Sinne von Bewegungsenergie zufuehren), da die Kraft auf die bewegten Ladungen immer senkrecht zu deren Bewegungsrichtung wirkt. Eine Beschleunigung ist nur mit elektrischen Feldern moeglich.
Auch die Annahme, dass es in Salzwasser funktioniert halte ich fuer falsch, da zum einen nur die Ionen und nicht das Wasser beschleunigt wuerden. Zum anderen ist Salzwasser elektr. neutral. Die Anionen und Kationen wuerden also in unterschiedliche Richtungen beschleunigt, so dass sich deren Impulse aufheben.
Gruss, Niels
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„The converter sighed, electrified water surged back from
drive strips…“Das Buch ist von Jack Vance, zwar SF, aber mit der Atmosphäre
der Sherlock Holmes Romane. Wirklich nett, die Arbeit macht
Spaß.
wir verwenden das Wort „elektrifizieren“ im Deutschen ja auch für „erregen“ und das muß ja nicht immer unbedingt etwas mit Strom zu tun haben.
Es könnte sich bei diesem Antrieb um eine Art Staustrahltriebwerk handeln, bei dem Wasser - elektrisch erhitzt - für den Vortrieb sorgt.
Grüße
Eckard.
Magnetfelder koennen Ladungen nicht beschleunigen (im Sinne
von Bewegungsenergie zufuehren), da die Kraft auf die bewegten
Ladungen immer senkrecht zu deren Bewegungsrichtung wirkt.
Eine Beschleunigung ist nur mit elektrischen Feldern moeglich.
Das würde ich so nicht sagen. Das gilt sicher, wenn man die Ladungen im Magnetfeld sich selbst überläßt, z.B. Elektronen im Vakuum. Wenn den Ladungen jedoch durch einen Leiter oder durch ein elektrisches Feld ein bestimmter Weg aufgezwungen wird, erfahren die Ladungen mitsamt dem Material, in dem sie sich befinden eine Beschleunigung mit Zunahme der Geschwindigkeit. Das ist das Grundprinzip jedes elektrodynamischen Antriebes wie z.B. die Tauchspule eines Lautsprechers.
Auch die Annahme, dass es in Salzwasser funktioniert halte ich
fuer falsch, da zum einen nur die Ionen und nicht das Wasser
beschleunigt wuerden. Zum anderen ist Salzwasser elektr.
neutral. Die Anionen und Kationen wuerden also in
unterschiedliche Richtungen beschleunigt, so dass sich deren
Impulse aufheben.
Stimmt auch nicht. Beim hydrodynamischen Antrieb, der ja auch zu den elektrodynamischen Antrieben gehört, werden die Ionen durch ein elektrisches Feld, das senkrecht zu Magnetfeld und zur Bewegungsrichtung steht in eine bestimmte Richtung gezwungen. Die Lorenzkraft wirkt dadurch immer in Bewegungsrichtung. Diese Kraft wirkt primär zwar nur auf die Ionen, wird aber natürlich auch auf das restliche Wasser übertragen.
Anionen und Kationen werden durch das elektrische Feld in unterschiedliche Richtungen beschleunigt. Die Lorenzkraft wirkt deshalb in die gleiche Richtung und addiert sich insgesamt.
Das Problem ist nur die schlechte Leitfähigkeit des Salzwassers. Dadurch werden sehr starke Magnetfelder benötigt, um einen nennenswerten Wirkungsgrad zu erzielen. Da der Hydrodynamische Antrieb nahezu geräuschlos ist, ist er besonders für militärische Zwecke ( U-Boot-Antrieb ) interessant ( gab es zu diesem Thema nicht sogar einen Kinofilm, „Jagt auf Roter Oktober“ oder so ? ).
Die Umgekehrung dieses Prinzips wird übrigens schon seit langem zur Durchflußmessung von Flüssigkeiten benutzt.
Jörg
Hallo,
jetzt heisst es vorsichtig sein und richtig formulieren 
Das würde ich so nicht sagen. Das gilt sicher, wenn man die
Ladungen im Magnetfeld sich selbst überläßt, z.B. Elektronen
im Vakuum. Wenn den Ladungen jedoch durch einen Leiter oder
durch ein elektrisches Feld ein bestimmter Weg aufgezwungen
wird, erfahren die Ladungen mitsamt dem Material, in dem sie
sich befinden eine Beschleunigung mit Zunahme der
Geschwindigkeit. Das ist das Grundprinzip jedes
elektrodynamischen Antriebes wie z.B. die Tauchspule eines
Lautsprechers.
Bei einem Lautsprecher wird die Bschleunigung der Membran durch da elektrische Feld des Verstaerkers aufgebracht. Dh die Elektronen werden im Leiter auf Grund des E-Felds beschleunigt und vom B-Feld senkrecht dazu abgelenkt. Es ist das E-Feld das die Energie aufbringt, nicht das B-Feld.
Auch die Annahme, dass es in Salzwasser funktioniert halte ich
fuer falsch, da zum einen nur die Ionen und nicht das Wasser
beschleunigt wuerden. Zum anderen ist Salzwasser elektr.
neutral. Die Anionen und Kationen wuerden also in
unterschiedliche Richtungen beschleunigt, so dass sich deren
Impulse aufheben.Anionen und Kationen werden durch das elektrische Feld in
unterschiedliche Richtungen beschleunigt. Die Lorenzkraft
wirkt deshalb in die gleiche Richtung und addiert sich
insgesamt.
Das Problem ist nur die schlechte Leitfähigkeit des
Salzwassers. Dadurch werden sehr starke Magnetfelder benötigt,
um einen nennenswerten Wirkungsgrad zu erzielen. Da der
Hydrodynamische Antrieb nahezu geräuschlos ist, ist er
besonders für militärische Zwecke ( U-Boot-Antrieb )
interessant ( gab es zu diesem Thema nicht sogar einen
Kinofilm, „Jagt auf Roter Oktober“ oder so ? ).
Die Umgekehrung dieses Prinzips wird übrigens schon seit
langem zur Durchflußmessung von Flüssigkeiten benutzt.
Ja, ja, ja, ich beginne zu verstehen. Raffiniert! Aber bringt das denn tatsaechlich genug Power?
Nichtsdestotrozt (aechz) zeigt sich auch hier, dass die Energie aus dem E-Feld kommt. Ein reines B-Feld ist nicht in der Lage, Ladungen zu beschleunigen.
Gruss, Niels
Aber bringt das denn tatsaechlich genug Power?
Immerhin arbeiten alle Elektromotoren nach diesem Prinzip. Das Problem besteht darin, daß man selbst in Salzwasser nur geringe Stromstärken hinbekommt (deshalb geht das auch nur mit Salzwasser) und somit sehr hohe magnetische Flußdichten benötigt. Unter Einsatz starker Kryomagnete sollte es aber mit akzeptablen Wirkungsgraden realisierbar sein.
Ein reines B-Feld ist nicht in der Lage, Ladungen zu beschleunigen.
Das hat ja auch niemand behauptet.
Hallo,
jetzt heisst es vorsichtig sein und richtig formulieren
ganz genau
Bei einem Lautsprecher wird die Bschleunigung der Membran
durch da elektrische Feld des Verstaerkers aufgebracht. Dh die
Nein, die Kraft, die für die Beschleunigung nötig ist, ist die Lorenzkraft, die auf die Elektronen in der Tauchspule wirkt.
Elektronen werden im Leiter auf Grund des E-Felds beschleunigt
Nicht unbedingt, die Elektronen können sich auch mit konstanter Geschwindigkeit in E-Feldrichtung bewegen, während die Memrane beschleunigt. Der ganze Effekt hat mit der Beschleunigung von Elektronen in E-Feldrichtung nichts zu tun.
und vom B-Feld senkrecht dazu abgelenkt. Es ist das E-Feld das
die Energie aufbringt, nicht das B-Feld.
Natürlich stammt die Energie aus dem E-Feld, aber nicht die Kraft zum Beschleunigen der Membrane.
Jörg
Nicht unbedingt, die Elektronen können sich auch mit
konstanter Geschwindigkeit in E-Feldrichtung bewegen, während
die Memrane beschleunigt. Der ganze Effekt hat mit der
Beschleunigung von Elektronen in E-Feldrichtung nichts zu tun.
Wenn Sie sich mit konst. Geschw. bewegen wuerden, waere die Auslenkung der Membrane konstant. Erst die Aenderung des Stromflusses (und damit die Geschw. der El.) bewirkt eine Aenderung der Auslenkung.
Natürlich stammt die Energie aus dem E-Feld, aber nicht die
Kraft zum Beschleunigen der Membrane.
Auf den gesamten Draht bezogen, ist die beschleunigende Kraft die Lorentz-Kraft, auf das einzelne Elektron im Draht bezogen wirkt nur das E-Feld beschleunigend, das B-Feld ablenkend.
Bei der Auslenkung des Drahtes (duch steigenden Strom) werden die Elektronen im Draht zunaechst nicht so stark beschleunigt (relativ zum Draht), da sie versuchen eine Kreisbahn zu „fliegen“. Mal sehr bildlich gesprochen: Die Elektronen werden durch das E-Feld beschleunigt und prallen bei ihrem Versuch eine Kreisbahn zu fliegen mit staerkerer Wucht gegen ihr Gefaengnis (den Draht). Die Beschleunigung kommt also aus dem E-Feld.
Gruss, Niels
Nicht unbedingt, die Elektronen können sich auch mit
konstanter Geschwindigkeit in E-Feldrichtung bewegen, während
die Memrane beschleunigt. Der ganze Effekt hat mit der
Beschleunigung von Elektronen in E-Feldrichtung nichts zu tun.Wenn Sie sich mit konst. Geschw. bewegen wuerden, waere die
Auslenkung der Membrane konstant. Erst die Aenderung des
Stromflusses (und damit die Geschw. der El.) bewirkt eine
Aenderung der Auslenkung.
Nein, ganz einfaches Gegenbeispiel:
Wenn ich einen konstanten Strom einschalte, während sich die Membrane in ihrer Ruhestellung befindet, wird die Membrane durch eine konstante Kraft der Spule beschleunigt, während der Strom konstant ist. Das Ganze kommt erst zur Ruhe, wenn die Rückstellkraft der Membranaufhängung die beschleunigende Kraft aufhebt.
Natürlich stammt die Energie aus dem E-Feld, aber nicht die
Kraft zum Beschleunigen der Membrane.Auf den gesamten Draht bezogen, ist die beschleunigende Kraft
die Lorentz-Kraft, auf das einzelne Elektron im Draht bezogen
wirkt nur das E-Feld beschleunigend, das B-Feld ablenkend.
Nein, das E-Feld muß nicht beschleunigend wirken. Bei einer supraleitenden Spule wäre es nicht einmal erforderlich, um den Stromfluß aufrecht zu erhalten ( bei konstanter Auslenkung ). Durch den Hall-Effekt bildet sich allerdings noch ein E-Feld in Kraftrichtung, das die Elektronen daran hindert, eine Kreisbahn zu fliegen und die Lorenzkraft letzlich auf den Leiter überträgt.
Bei der Auslenkung des Drahtes (duch steigenden Strom) werden
Wie bereits geschrieben, ist es für die momentane Lorenzkraft bedeutungslos, ob der Strom steigt oder fällt.Es zählt nur der Momentanwert des Stromes.
die Elektronen im Draht zunaechst nicht so stark beschleunigt
Diese Vorgänge verlaufen so schnell, daß man in diesem Beispiel keine Verzögerung einrechnen muß.
(relativ zum Draht), da sie versuchen eine Kreisbahn zu
„fliegen“. Mal sehr bildlich gesprochen: Die Elektronen werden
durch das E-Feld beschleunigt und prallen bei ihrem Versuch
eine Kreisbahn zu fliegen mit staerkerer Wucht gegen ihr
Die Hall-Spannung erzeugt ein Feld, das die Lorenzkraft auf die Elektronen aufhebt. Die Elektronen denken also nicht im entferntesten daran eine Kreisbahn zu fliegen und, wie bereits gesagt, werden die Elektronen nicht unbedingt in Stromrichtung beschleunigt, während die Spule beschleunigt.
Gefaengnis (den Draht). Die Beschleunigung kommt also aus dem
E-Feld.
Meinetwegen, genau wie die Beschleunigung meines Autos aus der Kernfusion in der Sonne kommt 
Jörg
Nein, ganz einfaches Gegenbeispiel:
Wenn ich einen konstanten Strom einschalte, während sich die
Membrane in ihrer Ruhestellung befindet, wird die Membrane
durch eine konstante Kraft der Spule beschleunigt, während der
Strom konstant ist. Das Ganze kommt erst zur Ruhe, wenn die
Rückstellkraft der Membranaufhängung die beschleunigende Kraft
aufhebt.
Das klingt ungefaehr so: „Wenn ich mit dem Auto an einer Autobahn stehe und dann mit konstanter Geschwindigkeit losfahre, dann muss ich nicht beschleunigen“
Die Elektronen sind also mal in Ruhe (es fliesst kein Strom), dann lege ich eine Spannung an, durch die am Ende ein konstanter Strom entsteht. Irgendwo dazwischen muessen die Elektronen beschleunigt worden sein, und das geht nur ueber die angelegte Spannung (via E-Feld).
Nein, das E-Feld muß nicht beschleunigend wirken. Bei einer
supraleitenden Spule wäre es nicht einmal erforderlich, um den
Stromfluß aufrecht zu erhalten ( bei konstanter Auslenkung ).
Sobald die supraleitende Spule sich in dem Magnetfeld bewegt, laesst der Strom in der Spule nach, da die sich bewegenden Elektronen vom B-Feld senkrecht abgelenkt werden. Wenn die Geschwindigkeitskomponente parallel zum Draht komplett in die Komponente senkrecht zum Draht umgewandelt wurde, findet (theoretisch) wieder eine Rueckumwandlung statt, diesmal in entgegengesetzte Richtung. Der Ring beginnt also um eine Ruhelage zu oszillieren. Waere der Ring masselos, wuerden die Elektronen nun tatsaechlich eine Kreisbahn beschreiben.
Durch den Hall-Effekt bildet sich allerdings noch ein E-Feld
in Kraftrichtung, das die Elektronen daran hindert, eine
Kreisbahn zu fliegen und die Lorenzkraft letzlich auf den
Leiter überträgt.
Ich glaube, wir muessen nicht gleich den Hall-Effekt bemuehen.
Letztendlich werden die Elektronen an der Kreisbahn gehindert, weil sie den Drahr nicht verlassen koennen.
Wie bereits geschrieben, ist es für die momentane Lorenzkraft
bedeutungslos, ob der Strom steigt oder fällt.Es zählt nur der
Momentanwert des Stromes.
Du betrachtest einen dynamischen Vorgang rein statisch. Die Lorentzkraft ist unstreitbar vorhanden und im statischen Fall nur vom Strom abhaengig. Sobald sich der Draht aber bewegt (wie beim Lautsprecher oder bei irgendwelchen Antrieben) bewirkt Bewegung des Drahtes eine Aenderung des Stromflusses, dem durch Energiezufuhr aus der Stromquelle entgegengewirkt werden muss. Damit wird das „Aufzehren“ der parallelen Bewegungskomponente der Elektronen im Draht kompensiert (das was von parallel in senkrecht umgewandelt wurde wird durch das E-Feld wieder nachbeschleunigt).
Diese Vorgänge verlaufen so schnell, daß man in diesem
Beispiel keine Verzögerung einrechnen muß.
Klar, beim oben geschilderten BILD handelt es sich natuerlich um einen kontinuierlichen Vorgang.
(relativ zum Draht), da sie versuchen eine Kreisbahn zu
„fliegen“. Mal sehr bildlich gesprochen: Die Elektronen werden
durch das E-Feld beschleunigt und prallen bei ihrem Versuch
eine Kreisbahn zu fliegen mit staerkerer Wucht gegen ihrDie Hall-Spannung erzeugt ein Feld, das die Lorenzkraft auf
die Elektronen aufhebt. Die Elektronen denken also nicht im
entferntesten daran eine Kreisbahn zu fliegen und, wie bereits
gesagt, werden die Elektronen nicht unbedingt in Stromrichtung
beschleunigt, während die Spule beschleunigt.
Wie oben gesagt: theoretisch wird die parallele Komponente verringert. Und diesen Verlust kompensiert die Spannungsquelle.
Gefaengnis (den Draht). Die Beschleunigung kommt also aus dem
E-Feld.
Meinetwegen, genau wie die Beschleunigung meines Autos aus der
Kernfusion in der Sonne kommt
Wat is dat denn fuer ne Ausflucht, fehlts an Argumenten???
Gruss, Niels
Nein, ganz einfaches Gegenbeispiel:
Wenn ich einen konstanten Strom einschalte, während sich die
Membrane in ihrer Ruhestellung befindet, wird die Membrane
durch eine konstante Kraft der Spule beschleunigt, während der
Strom konstant ist. Das Ganze kommt erst zur Ruhe, wenn die
Rückstellkraft der Membranaufhängung die beschleunigende Kraft
aufhebt.Das klingt ungefaehr so: „Wenn ich mit dem Auto an einer
Autobahn stehe und dann mit konstanter Geschwindigkeit
losfahre, dann muss ich nicht beschleunigen“
Die Trägheit eines Elektrons unterscheidet sich, glaube ich, geringfügig von der eines Autos.
Die Elektronen sind also mal in Ruhe (es fliesst kein Strom),
dann lege ich eine Spannung an, durch die am Ende ein
konstanter Strom entsteht. Irgendwo dazwischen muessen die
Elektronen beschleunigt worden sein, und das geht nur ueber
die angelegte Spannung (via E-Feld).
Dieser Beschleunigungsvorgang ist mit Hilfe einer Konstantstromquelle in Bruchteilen einer Mikrosekunde abgeschlossen und für die anschließende mechanische Beschleunigung der Spule völlig bedeutungslos.
Nein, das E-Feld muß nicht beschleunigend wirken. Bei einer
supraleitenden Spule wäre es nicht einmal erforderlich, um den
Stromfluß aufrecht zu erhalten ( bei konstanter Auslenkung ).Sobald die supraleitende Spule sich in dem Magnetfeld bewegt,
laesst der Strom in der Spule nach, da die sich bewegenden
Elektronen vom B-Feld senkrecht abgelenkt werden.
nein, er könnte genausogut zunehmen oder konstant bleiben. Wenn sich die Spule bewegt, wird in ihr eine Spannung induziert. Wenn die Konstantstromquelle intakt ist, interessiert sie das überhaupt nicht und hält den Strom konstant. Wenn ich die Spule allerdings kurzschließe, können sehr große Ströme auftreten, die die Spulenbewegung stark bremsen.
Wenn die
Geschwindigkeitskomponente parallel zum Draht komplett in die
Komponente senkrecht zum Draht umgewandelt wurde, findet
(theoretisch) wieder eine Rueckumwandlung statt, diesmal in
entgegengesetzte Richtung. Der Ring beginnt also um eine
Ruhelage zu oszillieren. Waere der Ring masselos, wuerden die
Elektronen nun tatsaechlich eine Kreisbahn beschreiben.
Das ist wohl sehr theoretisch. Die Masse der Elektronen ist verschwindend klein gegenüber der Drahtmasse. Dazu ist die Driftgeschwindigkeit der Elektronen in Stromrichtung auch sehr gering. Damit läßt sich kein Draht bewegen.
Durch den Hall-Effekt bildet sich allerdings noch ein E-Feld
in Kraftrichtung, das die Elektronen daran hindert, eine
Kreisbahn zu fliegen und die Lorenzkraft letzlich auf den
Leiter überträgt.Ich glaube, wir muessen nicht gleich den Hall-Effekt bemuehen.
Letztendlich werden die Elektronen an der Kreisbahn gehindert,
weil sie den Drahr nicht verlassen koennen.
Na gut, lassen wir das der Einfachheit halber so stehen.
Wie bereits geschrieben, ist es für die momentane Lorenzkraft
bedeutungslos, ob der Strom steigt oder fällt.Es zählt nur der
Momentanwert des Stromes.Du betrachtest einen dynamischen Vorgang rein statisch.
Das ist auch sinnvoll, weil die Dynamik der Elektronenbewegung für die Tauchspule eines Lautsprechers uninteressant ist.
Die
Lorentzkraft ist unstreitbar vorhanden und im statischen Fall
nur vom Strom abhaengig.
Die Lorenzkraft ist im statischen, wie im dynamischen Fall von der Geschwindigkeit der Elektronen, also vom Momentanwert des Stromes abhängig.
Sobald sich der Draht aber bewegt
(wie beim Lautsprecher oder bei irgendwelchen Antrieben)
bewirkt Bewegung des Drahtes eine Aenderung des Stromflusses,
grundsätzlich nicht, es wird eben eine Spannung induziert und nur die äußere Beschaltung der Spule entscheidet darüber, ob und wie sich der Strom ändert.
dem durch Energiezufuhr aus der Stromquelle entgegengewirkt
werden muss.
Eine Stromquelle tut das definitionsgemäß
Damit wird das „Aufzehren“ der parallelen
Bewegungskomponente der Elektronen im Draht kompensiert (das
was von parallel in senkrecht umgewandelt wurde wird durch das
E-Feld wieder nachbeschleunigt).Diese Vorgänge verlaufen so schnell, daß man in diesem
Beispiel keine Verzögerung einrechnen muß.Klar, beim oben geschilderten BILD handelt es sich natuerlich
um einen kontinuierlichen Vorgang.
genau, deshalb ist es auch müßig, sich über die Beschleunigung von Elektronen den Kopf zu zerbrechen.
(relativ zum Draht), da sie versuchen eine Kreisbahn zu
„fliegen“. Mal sehr bildlich gesprochen: Die Elektronen werden
durch das E-Feld beschleunigt und prallen bei ihrem Versuch
eine Kreisbahn zu fliegen mit staerkerer Wucht gegen ihrDie Hall-Spannung erzeugt ein Feld, das die Lorenzkraft auf
die Elektronen aufhebt. Die Elektronen denken also nicht im
entferntesten daran eine Kreisbahn zu fliegen und, wie bereits
gesagt, werden die Elektronen nicht unbedingt in Stromrichtung
beschleunigt, während die Spule beschleunigt.Wie oben gesagt: theoretisch wird die parallele Komponente
verringert.
Wenn es ein kontinuierlicher Prozess ist, wird auch nichts verringert.
Und diesen Verlust kompensiert die
Spannungsquelle.
besser Stromquelle
Gefaengnis (den Draht). Die Beschleunigung kommt also aus dem
E-Feld.Meinetwegen, genau wie die Beschleunigung meines Autos aus der
Kernfusion in der Sonne kommtWat is dat denn fuer ne Ausflucht, fehlts an Argumenten???
Nein, das war eine bewußte Übertreibung in der Hoffnung, meinen Standpunkt damit klarer Darzustellen. Also nochmal im Klartext:
Die Kernfusion machte das Licht der Sonne das die Pflanzen wachsen ließ, die vermodert sind und das Öl erzeugten aus dem das Benzin raffiniert wurde, mit dem der Motor läuft der mein Auto beschleunigt.
Tschuldigung, wenn ich ein paar wesentliche Zwischenschritte vergessen habe
Zum Vergleich:
Die Spulenspannung erzeugt das E-Feld, das die Elektronen in Bewegung hält damit sie die Kraft erfahren die die Spule beschleunigt.
klingt doch fast identisch, oder ?
wenn also die Beschleunigung der Spule aus dem E-Feld kommt, kommt die Beschleunigung meines Autos aus der Kernfusion in der Sonne.
Jörg
Die Sache ist doch ganz einfach:
Das elektrische Feld beschleunigt Ladungsträger parallel zu seinen Feldlinien, während das Magnetfeld sie senkrecht dazu beschleunigt.
Da bei einem hydrodynamischen Antrieb nur die senkrechte Beschleunigungskomponente von Interesse ist (das Schiff soll ja vorwärts und nicht zur Seite fahren), erfolgt die Beschleunigung des Schiffes allein durch das Magnetfeld. Das elektrische Feld sorgt lediglich dafür, daß sich die Ladungsträger im Magnetfeld bewegen (und somit dessen Lorenzkraft zu spüren bekommen), ist aber nicht in der Lage eine Kraftwirkung in Fahrtrichtung auszuüben.
Hallo,
Die Sache ist doch ganz einfach:
Das elektrische Feld beschleunigt Ladungsträger parallel zu
seinen Feldlinien, während das Magnetfeld sie senkrecht dazu
beschleunigt.
Da stimme ich Dir voll und ganz zu!!
Da bei einem hydrodynamischen Antrieb nur die senkrechte
Beschleunigungskomponente von Interesse ist (das Schiff soll
ja vorwärts und nicht zur Seite fahren), erfolgt die
Beschleunigung des Schiffes allein durch das Magnetfeld. Das
elektrische Feld sorgt lediglich dafür, daß sich die
Ladungsträger im Magnetfeld bewegen (und somit dessen
Lorenzkraft zu spüren bekommen), ist aber nicht in der Lage
eine Kraftwirkung in Fahrtrichtung auszuüben.
Hier ist wiederum zu sagen, dass die Lorentzkraft nicht nur senkrecht zum Magnetfeld wirkt, sondern immer auch senkrecht zur Bewegungsrichtung der Teilchen. Aus diesem Grund kann die Lorentzkraft nicht die absolute Geschwindigkeit der Teilchen erhoehen!! Sie kann aber die Richtung der Teilchen aendern und dadurch einen Gegenimpuls auf das Boot erzeugen, der wiederum zu einer Beschleunigung des Bootes fuehrt.
Die Teilchen werden durch das E-Feld beschleunigt (quer zur Fahrtrichtung) und durch das B-Feld unabhaengig von der Ladung (pos. oder neg.) nach hinten abgelenkt wodurch ein geringer Impuls entsteht. Eine Beschleunigung durch das B-Feld findet also nur im Sinne einer Richtungsaenderung statt.
Gruss, Niels
Eine Beschleunigung durch das B-Feld findet
also nur im Sinne einer Richtungsaenderung statt.
Vollkommen richtig. Allerdings ist für den Antrieb nur diese Beschleunigungskomponente entscheidend. Die Bewegung der Teilchen quer zur Fahrtrichtung trägt nichts zum Antrieb des Schiffes bei. Der höchste Wirkungsgrad wird daher erreicht, wenn die Resultierende aus Lorenzkraft und elektromotorischer Kraft keine Komponente quer zur Fahrtrichtung aufweist.
Vollkommen richtig. Allerdings ist für den Antrieb nur diese
Beschleunigungskomponente entscheidend.
Stimmt!
Die Bewegung der
Teilchen quer zur Fahrtrichtung trägt nichts zum Antrieb des
Schiffes bei. Der höchste Wirkungsgrad wird daher erreicht,
wenn die Resultierende aus Lorenzkraft und elektromotorischer
Kraft keine Komponente quer zur Fahrtrichtung aufweist.
Hmm, gruebel, gruebel?
Das kann aber nie passieren. Oder doch? Kann dem Teilchen unter diesen Bedingungen denn ueberhaupt noch Energie zugefuehrt werden?
Gruss, Niels
Die Trägheit eines Elektrons unterscheidet sich, glaube ich,
geringfügig von der eines Autos.
Die Kraefte auf das Elektron unterscheiden sich auch geringfuegig von denen auf das Auto!
Dieser Beschleunigungsvorgang ist mit Hilfe einer
Konstantstromquelle in Bruchteilen einer Mikrosekunde
abgeschlossen und für die anschließende mechanische
Beschleunigung der Spule völlig bedeutungslos.
Na, na, na! Ganz so einfach ist das nicht! Insbesondere dann nicht, wenn sich die Elektronen in Spulen oder Magnetfeldern bewegen!
Ausserdem sind in diesem Massstab Nanosekunden durchaus von Bedeutung!
Nein, das E-Feld muß nicht beschleunigend wirken. Bei einer
supraleitenden Spule wäre es nicht einmal erforderlich, um den
Stromfluß aufrecht zu erhalten ( bei konstanter Auslenkung ).Sobald die supraleitende Spule sich in dem Magnetfeld bewegt,
laesst der Strom in der Spule nach, da die sich bewegenden
Elektronen vom B-Feld senkrecht abgelenkt werden.nein, er könnte genausogut zunehmen oder konstant bleiben.
Wenn sich die Spule bewegt, wird in ihr eine Spannung
induziert. Wenn die Konstantstromquelle intakt ist,
interessiert sie das überhaupt nicht und hält den Strom
konstant. Wenn ich die Spule allerdings kurzschließe, können
sehr große Ströme auftreten, die die Spulenbewegung stark
bremsen.
Ja was haben wir denn nun? Einen Supraleiter ohne E-Feld (ohne Batterie) oder eine Spule mit Konstantstromquelle (die je nach aeusseren Gegebenheiten -zB Bewegungen im Magnetfeld- den Strom durch Aenderung des E-Feldes konstant haelt).
Wenn die
Geschwindigkeitskomponente parallel zum Draht komplett in die
Komponente senkrecht zum Draht umgewandelt wurde, findet
(theoretisch) wieder eine Rueckumwandlung statt, diesmal in
entgegengesetzte Richtung. Der Ring beginnt also um eine
Ruhelage zu oszillieren. Waere der Ring masselos, wuerden die
Elektronen nun tatsaechlich eine Kreisbahn beschreiben.Das ist wohl sehr theoretisch. Die Masse der Elektronen ist
verschwindend klein gegenüber der Drahtmasse. Dazu ist die
Driftgeschwindigkeit der Elektronen in Stromrichtung auch sehr
gering. Damit läßt sich kein Draht bewegen.
Merkwuerdigerweise klappt das aber im E-Motor. Oder Aufgrund welchen Effekts soll sich da etwas bewegen wenn nicht durch die Ablenkung der El. und dem „Mitnehmen des Drahtes“?
Wie bereits geschrieben, ist es für die momentane Lorenzkraft
bedeutungslos, ob der Strom steigt oder fällt.Es zählt nur der
Momentanwert des Stromes.Du betrachtest einen dynamischen Vorgang rein statisch.
Das ist auch sinnvoll, weil die Dynamik der Elektronenbewegung
für die Tauchspule eines Lautsprechers uninteressant ist.
Wieso das? Die Bewegung der Elektronen mit dem Draht erzeugt eine bremsende Kraft.
Die
Lorentzkraft ist unstreitbar vorhanden und im statischen Fall
nur vom Strom abhaengig.
Die Lorenzkraft ist im statischen, wie im dynamischen Fall von
der Geschwindigkeit der Elektronen, also vom Momentanwert des
Stromes abhängig.
Und der Bewegung des Drahtes im B-Feld, die sich zu der El-Bewegung addiert.
Sobald sich der Draht aber bewegt
(wie beim Lautsprecher oder bei irgendwelchen Antrieben)
bewirkt Bewegung des Drahtes eine Aenderung des Stromflusses,grundsätzlich nicht, es wird eben eine Spannung induziert und
nur die äußere Beschaltung der Spule entscheidet darüber, ob
und wie sich der Strom ändert.
Meine Guete! Wir gehen die ganze Zeit davon aus, dass eine aeussere Beschaltung vorliegt,die einen Strom fliessen laesst! Wir sollten uns auf den vorliegenden Fall konzentrieren und die Sache nicht noch weiter verkomplizieren!
dem durch Energiezufuhr aus der Stromquelle entgegengewirkt
werden muss.Eine Stromquelle tut das definitionsgemäß
Bitte keine Allgemeinaussagen.
Diese Vorgänge verlaufen so schnell, daß man in diesem
Beispiel keine Verzögerung einrechnen muß.Klar, beim oben geschilderten BILD handelt es sich natuerlich
um einen kontinuierlichen Vorgang.genau, deshalb ist es auch müßig, sich über die Beschleunigung
von Elektronen den Kopf zu zerbrechen.
Wenn die El. nicht beschleunigt wuerden, wuerde auch keine Bewegung der Spule auftreten (rein mechanische Physik). Die Beschleunigung ist also offensichtlich nicht nebensaechlich.
(relativ zum Draht), da sie versuchen eine Kreisbahn zu
„fliegen“. Mal sehr bildlich gesprochen: Die Elektronen werden
durch das E-Feld beschleunigt und prallen bei ihrem Versuch
eine Kreisbahn zu fliegen mit staerkerer Wucht gegen ihrDie Hall-Spannung erzeugt ein Feld, das die Lorenzkraft auf
die Elektronen aufhebt. Die Elektronen denken also nicht im
entferntesten daran eine Kreisbahn zu fliegen und, wie bereits
gesagt, werden die Elektronen nicht unbedingt in Stromrichtung
beschleunigt, während die Spule beschleunigt.Wie oben gesagt: theoretisch wird die parallele Komponente
verringert.Wenn es ein kontinuierlicher Prozess ist, wird auch nichts
verringert.
Schon mal was von kontinuierlicher Verringerung gehoert Tatsache ist (jetzt wieder Beispiel Boot) dass der Anteil der parallel zum E-Feld gerichtete Komponente der Geschw. staendig kleiner wird.
Und diesen Verlust kompensiert die
Spannungsquelle.besser Stromquelle
OK
Gefaengnis (den Draht). Die Beschleunigung kommt also aus dem
E-Feld.
Die Kernfusion machte das Licht der Sonne das die Pflanzen
wachsen ließ, die vermodert sind und das Öl erzeugten aus dem
das Benzin raffiniert wurde, mit dem der Motor läuft der mein
Auto beschleunigt.
Tschuldigung, wenn ich ein paar wesentliche Zwischenschritte
vergessen habe
Zum Vergleich:
Die Spulenspannung erzeugt das E-Feld, das die Elektronen in
Bewegung hält damit sie die Kraft erfahren die die Spule
beschleunigt.klingt doch fast identisch, oder ?
Finde ich nicht. Zumal Du den eigentlich interessanten Teil der Umwandlungen Licht via Photosynthese in chemische, chemische via Waermekraftmaschine in mechanische Energie mal so einfach unter den Tisch hast fallen lassen, wohingegen meine Kette vollstaendig ist.
Es ging im uebrigen urspruenglich nicht um eine Spule. Die Spule hast Du ins Spiel gebracht. Dadurch sah ich mich genoetigt das Prinzip des Bootes (bei dem von Anfang an von E- und B-Feld die Rede war) auf die Spule zu uebertragen. Dass da die Argumentation etwas holperiger wird ist klar.
Gruss, Niels