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| Aufgabe | Eine einzelne rechteckige Drahtschleife, deren kleinere Seite die Länge a = 0, 2m hat, be ndet sich teilweise
innherhalb eines homogenen Magnetfeldes der Stärke B = 0, 45T (siehe Skizze). Der Gesamtwiderstand der
Schleife beträgt 0,23
. Berechnen Sie die erforderliche Kraft, um die Schleife mit einer konstanten Geschwindigkeit
von 3 m/s nach rechts aus dem Feld zu entfernen.
Tipp: Warum wird eine Kraft benötigt? Überlegen Sie sich schrittweise, was alle spassiert, wenn die Schleife
nach rechts gezogen wird. Denken Sie dabei an Induktion, die Lenzsche Regel und die Lorentzkraft. |
Morgen Leute,
kann mir einer bitte erklären wieso man den eine Kraft braucht, damit sich die Leiterschleife mit konstaner geschwindigkeit rausbewegt?
Ich habe leider nirgendswo eine Erklärung gefunden. Ich kann es zwar berechnen aber verstanden habe ich es nicht.
Ich weis, dass durch die Leiterschleife eine Spannung induziert wird und dieser dann einen Strom. Der Strom fliest durch die leiterschleife. Die Lorentzkraft wirkt dann immer senkrecht auf der leiterschleife.
Ich weis, dass die Loretzkraft und die Kraft die man aufwenden muss, damit die Leiterschleife sich konstant rausbewegt gleich sein müssen, aber wieso weis ich nicht.
MfG Etechproblem
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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Hallo!
Kannst du etwas genauer spezifizieren, was du nicht verstehst?
Im Grunde gilt:
- Wenn die Schleife aus dem Feld heraus gezogen wird, ändert sich der magnetische Fluß durch das Innere der Schleife.
- nach dem induktionsgesetz erzeugt das eine Spannung
- Über den Widerstand gibt das einen Stromfluß, der Widerstand verbrät dabei elektrische Energie
- Die Energie muß irgendwo her kommen, und die einzige Quelle wäre mechanische Energie aus der Bewegung.
- Die Übertragung erfolgt, indem der Strom im Leiter ein Gegenfeld zum äußeren Feld aufbaut
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Abend,
danke erstmal für die antwort. Was ich nciht verstehe ist wo die geschwindigkeit [mm] \vec{v} [/mm] herkommt. Denn ist es nicht so, dass man die Lorentzkraft, die von dem Strom erzeugt wird mit der mechanischen Kraft (ziehen) ausgleicht ? Dann sollte die leiterschleife doch in ruhe sein oder nicht? Und was passiert den wenn ich die Leiterschleife nicht mit der Ziehkraft beeinflusse? Wird er dann in das Magnetfeld reingesogen?
MfG
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Hallo!
Im Prinzip kommt es auf die äußeren Umstände an.
- Du kannst fordern, daß die Schleife mit einer gegebenen Geschwindigkeit rausgezogen wird. Bei der Rechnung kommt dann raus, welche Kraft dafür aufgewendet werden muß.
- Du kannst angeben, mit welcher Kraft gezogen wird. dann ergibt sich aus den Formeln die Geschwindigkeit.
Ansonsten ist das Problem, daß die Kraft erst durch die Bewegung entsteht. Ohne Bewegung keine Kraft. Und damit wird die Schleife nicht in das Feld hinein gezogen, wenn man keine Kraft auf sie ausübt.
Denk mal an einen Löffel im Honigglas. Der Honig übt keine Kraft auf den Löffel aus. Erst, wenn du den Löffel raus ziehst, spürst du die Kraft. Und du mußt auch Kraft aufwenden, um die Geschwindigkeit konstant zu halten, denn es geht Energie in Form von Reibung verloren.
Auch hier kannst du entweder die Geschwindigkeit oder die Kraft vorgeben, der jeweilige andere Wert ergibt sich aus der Physik dahinter.
Die Gravitation übt nebenbei stets die gleiche Kraft aus, und zieht den Löffel ins Glas.
Das gilt auch für deine Schleife: Du mußt auch Kraft aufwenden, um sie ins Feld hinein zu schieben. Die Vorzeichen drehen sich zwar alle um, aber dem Widerstand ist es egal, wie rum der Strom fließt, er produziert so oder so Wärme.
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Wow die Honig erklärung ist ja mal nice :-D. Vielen dank ^^
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