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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 17:17 Mi 18.05.2005 | | Autor: | Adrienne |
Hallo!
Ich hab eine Hausaufgabe, bei der ich leider nicht ganz klar komme, vielleicht könnt ihr mir ja helfen...
Also:
a)Ein quadratischer Kupferrahmen von 50cm Seitenlänge wird binnen 0,50s ganz in ein homogenes Magnetfeld von 2,0T geschoben. Dabei durchsetzen die B-Feldlinien seine Fläche in jedem Moment senkrecht. Berechnen Sie [mm] U_{Ind} [/mm] auf zwei Arten.
Lösungsansatz: Das ging ja noch, denn als Formel hab ich einfach [mm] U_{Ind}=Bdv_{s} [/mm] bzw. [mm] U_{Ind}=nB*\bruch{\Delta A_{s}}{\Delta t} [/mm] genommen.
So weit, so gut. aber....
b) Der Draht des Kupferrahmens hat [mm] 50mm^{2} [/mm] Querschnittsfläche (griech. Buchstaben, ich glaube, das müsste die Dichte sein, kann ich hier aber leider nicht darstellen; also griech. Buchstabe=0,017 [mm] Ohm*mm^{2}*m^{-1}) [/mm] Wie groß ist beim Einschieben die Stromstärke und die durch den Querschnitt fließende Ladung? Welche Kraft erfährt der Rahmen, welche mechanische Energie ist aufzuwenden? Welche elektrische Energie wird frei? Wie groß ist ist die aufzuwendende Leistung?
c) Wie ändern sich diese Werte, wenn man den Ramen in der halben Zeit einschiebt?
d) Was geschieht, wenn man den Rahmen im homogenen B-Feld parallel verschiebt?
Hier scheitere ich leider. Ich hab nicht einmal ne Idee, wie man diese Aufgaben lösen könnte, obwohl ich mich bereits ne ganze Zeit damit beschäftige....
DANKE für eure Hilfe !!!
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Hm, wie kann man denn antworten wenn man die Frage reserviert hat?
Egal, hier ein paar Anregungen:
Dieses "Roh" was du meinst sieht aus wie das von der Dicht und symbolisiert den spezifischen elektrischen Widerstand, dh. eine Konstante die den Widerstand eines Stoffes (hier Kupfer) charakterisiert.
Diese Konstante findest du im Widerstandsgesetz wieder:
R= [mm] \delta [/mm] * [mm] \bruch{l}{A}
[/mm]
l = Länge des betreffenden Leiters
A= Querschnittsfläche
Dann kennst du weiterhin die Formel R = [mm] \bruch{U}{I}
[/mm]
Damit kannst du die Stromstärke errechnen.
Für die Ladung gilt Q = I * t und Q = N * e (e = Elementarladung)
Die Kraft die entgegenwirkt ist F = B * I * l
Die Arbeit allgemein ist W = F * S
Leistung ist definiert als Arbeit pro Zeit : P = [mm] \bruch{W}{t}
[/mm]
Diese Gleichungen findest in den meisten Tafelwerken und damit solltest du erstmal Einiges errechnen können.
Wenn man die Leiterschleife parallel zu den Feldlinien bewegt passiert eigentlich Nichts, da sich weder die wirksame Fläche ändert, noch der Betrag des Magnetfeldes anders wird. Man müsste die Leiterschleife drehen um wieder eine Spannung zu induzieren, dann ändert sich die wirksame und durchsetzte Fläche nach:
[mm] A_{wirksam} [/mm] = A * cos [mm] \alpha
[/mm]
mfg
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