Hallo Experten
Ich bewege einen Leiter im Magnetfeld, die freien Elektronen im Leiter werden natürlich auch mitbewegt und verursachen darum ein Magnetfeld. Zusammen mit dem äusseren Magnetfeld ergibt sich ein resultierendes Feld durch dieses werden die Elektronen durch die Lorentzkraft auf eine Seite des Leiters ausgelenkt, bis die elektrostatischen Kräfte der Elektronen die Lorentzkraft kompensieren.
Aber nun zu der Frage:
Wenn der Magnet bewegt wird und er Leiter ruht, wird im Leiter ja auch eine Spannung induziert, WIE IST DAS MÖGLICH ?
Die Elektronen ruhen ja, also wäre ein elektrisches Feld nötig, um die Ladungen zu verschieben, dieses Feld ist aber nicht vorhanden.
Ich bin am verzweifeln
Vielen Dank für eure Antworten
Andreas
Hallo Andreas,
wichtig für eine Spannungsgenerierung ist nur, dass Du ein sich änderndes Magnetfeld um den Leiter hast. Ob Du dabei den Leiter bewegst oder den Magneten ist völlig egal.
Gruß Leo
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Hallo Andreas,
in der Elektrotechnik kennt man eigentlich die Lorenz Kraft nicht. Sie ist aus einem Vektorpotential hergeleitet. Dies Kraft „K“ bedeutet die magnetische Kraftflußdichte (Bi) und (Ci) ihr Vektorpotential am Ort des i-ten Körpers, bei einer Veränderung des Magnetfeldes überdies mit der Zeit, so wird die elektrische Feldstärke am Ort des i-ten Körpers induziert. Das Magnetfeld bringt also am i-ten Körper die Kraft hervor- da es nicht unser Problem ist will ich hier auch nicht näher eingehen.
Hier noch mal zur Erinnerung im groben;
Es gibt div. Grundgesetze für den elektrischen Stromkreis, an deren Spitze das OHMsche Gesetz nach Georg Simon Ohm benannt, steht. Unsere Gleichungen sind Größengleichungen gemäß dem WALLOschen Sinn, die maßsystemunabhängig sind, und wir wollen dessen bewußt bleiben, daß die formulierten Beziehungen nur dann sinnvoll sind, wenn diese in Beziehung zu ein Schaltbild steht.
Ich will momentan nur die wichtigsten Regeln bzw. Gesetze der Elektrotechnik nennen;
KIRCHHOFFsche Gesetz (Si=0; Su=Se; Su=0)
JOULsche Gesetz (pv=ui; pg=ei; pa=ua*ia; pg2=e2*i2; pv2=u2(-i2) )
HOPKINSONsche Gesetz (v=Phi*Rm) = ohmsche Gesetz des magnetischen Kreises.
LENZsche Regel
Das INDUKTIONSgesetz ist eines der fruchtbarsten Gesetze der Elektrizitätslehre.
Beispiel:
Ein widerstandsloser Stromkreis wird über den Widerstand ® geschossen.
Ein Magnet mit der Flußdichte = magnetischer Fluß (Phi) geteilt durch die Flächeneinheit (B)
Die Leiterschleife bewegt sich mit einer Relativbewegung und der Geschwindigkeit (v=dx/dt) im magnetischen Feld, während der Rest des Stromkreises im feldfreien Raum liegt.
Durch das Gesetz von der Erhaltung der Energie ist ein weiteres Gesetz mit dem Induktionsgesetz ursächlich verknüpft.
Demnach muß der mechanische Leistungaufwand durch die Kraft im Sinne der Geschwindigkeit etwas in entgegengesetzten Sinn entgegen wirken (siehe auch LENZsche Regeln). Die Größe wird nach dem Leistungserhaltungssatz „Pv=i²*R=ei=Blvi“ woraus folgt „P=Blvi“
Die Richtung wird wie folgt nach der „Linken Handregel“ festgelegt: „Hält man die flache linke Hand so, daß der magnetische Fluß in die Fläche der Hand ein tritt und die ausgestreckten Finger die Richtung des Stroms im Leiter zeigen, so weist der abgespritzte Daumen die Richtung der Kraft“.
Der Transformator in der linearen Elektrotechnik (im Gegensatz gibt es eine nicht lineare Elektrotechnik, da wird z.b. die Gleichstromwirkung in Verbindung mit der Wechselstromwirkung sich zu nutze gemacht) ist nun Dein eigentliches Problem. Der Transformator besteht aus zwei Wicklungen, die zueinander angeordnet sind, daß ein Fluß, der vom Strom in einer Spule erzeugt wird, auch die andere Spule ganz oder teilweise durchsetzt und in ihr, weil er ja zeitlich veränderlich ist, Spannung induziert, die wie nach dem Induktionsgesetz errechenbar ist.
Unter der Wirkung einer von außen zugeführten Spannung (u1) fließt in der Wicklung der Spule 1 ein Strom mit den Augenblickswert (i1) und ruft in der Spule einen Fluß (Phi11) hervor.
Eine Induktion ist also nur mit Wechselfeldern möglich – Du brauchst also Wechselstrom. Soll ich hier noch tiefer einsteigen- oder ist das so erst einmal o.K. ?
Cheers
F-M
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Induktion zum zweiten
Hi,
war doch wieder mal jemand schneller als ich. *schäm*
Hat fast alles erklärt, aber ich erlaube mir, das Ganze zu toppen (englisches Verb, von uns germanisiert).
Es ist im Grunde egal, was Du wo bewegst. Hier setzt Einstein mit seiner Relattivitätstheorie ein. Der Leiter zum Magnet oder der Magnet zum Leiter. Sch…egal! Hauptsache, es gibt überhabt eine „relative“ Bewegung.
Lorentzkraft, Korkenzieherregel, Dreifingerregel,… am Ende alles das Gleiche.
Nimm es einfach zur Kenntniss.
Kalle
Hallo F-M
Vielen Dank für Deine sehr ausführliche Antwort, ich muss mir also die Felder relativ vorstellen. (Atom- und Laborsystem).
Aber kannst Du mir bei Gelegenheit noch sagen was der WALLOsche Sinn ist.
Vielen Dank noch mal
Andreas
Hallo Kalle
Vielen Dank für Deine Antwort. Ich muss mir also die Felder relativ vorstellen, an den Gedanken muss ich mich noch gewöhnen, das heisst ich muss auch die ganzen Grundlagen vom Magnetismus verallgemeinern.
Nochmals vielen vielen Dank, dass Du mich auf den richtigen Weg gebracht hast.
Vielen Dank und alles Gute
Andreas