Physik Forum

[Philipp_]

Hallo,
ich habe mich mit der Lorentzkraft und der Lenz'schen Regel beschäftigt, und würde gern wissen, ob ich alles richtig verstanden habe. Mir geht es vor allem um die Induktion in fest stehende Leiterschleifen durch veränderliche Magnetfelder.

Hier ein paar Bildchen:

Habe ich das alles richtig verstanden?

Danke, Philipp

[Fritz]

Hallo

Du bist auch dem richtigen Weg, aber ganz richtig ist es noch nicht.

Im Fall 3: ein zeitlich veränderliches Magnetfeld induziert eine Spannung in der Spule und damit einen Strom, der einen Gegenfeld aufbaut (das im Idealfall genau so groß ist wie das ursprüngliche) Damit wird das magnetische Feld aus der Leiterschleife verdrängt. Die Kraft die dabei entsteht wirkt aber nicht nach oben oder unten, sondern nach innen zum Zentrum der Leiterschleife.

Das außere Magnetfeld will am liebsten den ganzen Platz einnehmen, die Leiterschleife hindert es aber daran, deshalb werden leitfähige Materialien immer vom Magnetfeld verdrängt. Die Spule wird komprimiert.

Es gibt auch verrückte Leute, die diesen Effekt nutzen um Münzen oder andere Gegenstände zu 'schrumpfen'. Dabei werden rießige Kondensatorbänke aufgeladen und dann über einen Elektromagneten entladen, es kommt zu einer gigantische Flussänderung, der die Münze im Inneren des Magneten dazu veranlasst zu 'schrumpfen':

http://www.youtube.com/watch?v=gs51nH46F-g


Eine Abstoßung nach oben oder unten gibt es nur wenn das Feld nicht homogen ist. zb wenn nur ein Pol vorhanden ist, der 2. aber über die Luft geschlossen wird (wie beim Stabmagneten) in diesem Fall wird die Leiterschleife vom Pol weggedrückt.

http://www.youtube.com/watch?v=dYIxik9_UaY


Für den 4. Fall mit der Blechplatte gilt das gleiche, das Blech wird gestaucht. Im Prinzip ist natürlich beides wichtig, eine hohe Permeabilität und eine hohe elektrische Leitfähigkeit. Ob es nun besser ist Stahl oder Kupfer zu nehmen hängt von Fall ab und kann nicht allgemein beantwortet werden. Das besste wäre es natürlich beides zu haben. Deshalb wird zb. beim Kurzschlussläufer beides kombiniert: Ein Rotor aus Eisenblechen, der mit Kupfer-, oder Aluminiumstäben durchzogen ist.

mfg Fritz

[Philipp_]

Hi Fritz, vielen Dank für Die Antwort!

Ist die Drei-Finger-Regel in Fall 3 anwendbar? Denn das Magnetfeld ändert sich ja...
Bist Du sicher, dass die Kraft die Leiterschleife nach innen zieht, und nicht je nach Änderung des Magnetfelds nach innen bzw. nach außen?

Also etwa so:

Wechsel N->S: Kraft drückt Leiterschleife nach außen, Leiterschleife wird ggf. größer im Durchmesser

Wechsel S->N: Kraft drückt Leiterschleife nach innen, Leiterschleife wird ggf. kleiner im Durchmesser

Wäre die von der Leiterschleife aufgespannte Fläche während des Polaritätswechsels des äußeren Feldes tatsächlich magnetisch feldfrei, wenn man die Leiterschleife als widerstandslos betrachtet?

Vielen Dank!

[Fritz]