Hallo Forum,
viele kennen Sicher den Versuch der Schwebenden Spule, die mit wechselstrom betrieben über einer leitenden Platte schwebt. Das wird gemeinhin mit der Lenzschen Regel erklärt. Doch bei genauem Hinsehen dürfte das eigentlich gar nicht funktionieren, vielleicht kann mir da jemand Näheres erklären…
Das ist der Versuch:
http://www.youtube.com/watch?v=Pi-22r0OJJA
Die Spule wird mit einer Wechselspannung betrieben, d. h. sie hat ein Sinusförmiges wechselndes Magnetfeld. Dieses sich zeitlich ändernde Feld erzeugt nach Lenz eine Spannung in der Platte, die der Ursache (in diesem Fall der Feldänderung) entgegenwirkt. Es fließen in der Platte Wirbelströme, die mit ihrem Magnetfeld der Feldänderung durch die Spule entgegen wirken.
Nun zur Frage:
Auf dem Bild seht ihr den Verlauf der Magnetfelder.
http://imageshack.us/photo/my-images/221/grafenplot2…
blau=Spule
rot=Platte
Das Feld in der Platte ist proportional zur Änderung des Feldes in der Spule. Dadurch erfährt das Feld in der Platte eine Phasenverschiebung zum Spulenfeld von Pi/2. Das führt dazu, dass es Zeitpunkte gibt, an denen keine Abstoßung stattfindet, sondern die Spule zur Platte hingezogen wird weil beide Felder in die gleiche Richtung zeigen! Z. B. zwischen Pi/2 und Pi. Es herrscht insgesamt genau so lang Abstoßung wie Anziehung. Weshalb schwebt die Spule dann? Es muss also einen Effekt geben, der die Abstoßung überwiegen lässt. Kann mir das jemand erklären?
Ich versuche es noch anders zu beschreiben: Solange das Spulenfeld ansteigt wirkt die Lenzsche regel dem Anstieg entgegen und es herrscht Abstoßung. Wenn nun das Feld aber wieder absinkt müsste nach Lenz in der Platte ein Strom fließen, der das Feld versucht aufrecht zu erhalten. Dann herrscht aber Anziehung zwischen Platte und Spule! Über die Zeit gemittelt dürfte also gar keine Kraft auftreten!
Viele Grüße