Analogie zwischen Magnetkreis und Stromkreis

Hallo!

Ich bin ziemlich verzweifelt. Ich habe in naechster Zeit eine Pruefung in Elektrotechnik. Ich habe mir das Skript schon einige Male durchgelesen aber es widerspricht sich in meinen Augen einfach so viel.

Ich wuerde mich freuen, wenn ihr mich da ein wenig aufklaeren koenntet!

1.) Es gibt im elektrischen Feld die Feldgroesse E (ich verzichte auf den Vektorpfeil) und die elektr. Verschiedung D. Im magnetischen Feld finden sich die magnetische Induktion B und die magnetische Erregung H.

Doch was ist davon jetzt analog zu einander? Die folgenden Punkte widersprechen sich fuer mich:

- Lorentzkraft: F = Q*(v x B), Kraft im elektr. Feld: F = Q*E. Demnach entspricht E fuer mich B

- Die Spannungen: Integral H ds und Integral E ds ergeben jeweils die Spannungen. Daraus leite ich ab, dass E H entspricht.

- Dann gibt es in meinem Skriptum eine Tabelle mit einer Gegenueberstellung, und da steht explizit D entspricht H

- B = \mu * H und D = \me * E. Das heisst fuer mich: E und H sind unabhaengig vom Medium, B und D abhaengig vom Medium (da ja in My und Epsilon jeweils materialspezifische Konstanten enthalten sind). Das heisst fuer mich wiederum B entspricht D und H entspricht E.

Was stimmt denn nun?

2.) Noch schlimmer ist es hier: Es gibt den elektr. Fluss Psi und den magn. Fluss Phi. Aber entspricht nun Phi dem Strom I oder dem elektr. Fluss Psi?

- Psi = Integral D * dr und Phi = Integral B * dA. Demnach muesste es stimmen: Der magnetische Fluss entspricht dem elektrischen Fluss

- In meinem Skript steht auch wortwoertlich: "In voelliger Analogie zum elektrischen Stroemungsfeld ist es auch hier sinnvoll, eine Beschreibung zur magnetischen Stroemung zu definieren; der magnetische Fluss Phi ist wie folgt definiert...". Daraus folgt fuer mich auch eindeutig: Phi entspricht Psi.

- In der oben genannten Vergleichstabelle im Skriptum steht aber explizit: I entspricht Phi.

- Im Ohmschen Gesetz fuer den Magnetkreis (und weiteren Formeln) wird Phi genauso angewendet, wie I im Stromkreis, demnach muesste I Phi entsprechen.

Was stimmt jetzt? Und kann mir wer erklaeren, was ich da falsch verstehe?

3.) Ich habe es in (1) schon angesprochen. Was ist genau der Unterschied zwischen E und D? E ist klar: Es gibt die Kraft des elektr. Feldes an einem Punkt an. Die Einheit ist V/m. Wenn ich es richtig verstanden habe, entspricht D im Prinzip E, nur dass abhaengig vom Medium ist. Und das ist durch Epsilon angegeben; Epsilon enthaelt aber Epsilon0 mit der Dimension F/m, d.h. D hat die Dimension As/m^2 und nicht V/m, wie E. Also kann meine Annahme nicht stimmen. Was kann ich dann unter D verstehen bzw. was ist wirklich der Unterschied zwischen den beiden?

(Das gleiche gilt natuerlich fuer B und H)

Wenn diese drei Sachen restlos fuer mich geklaert waeren, waere ich schon um einiges weiter. Ich wuerde mich sehr freuen wenn mir ja jemand helfen koennte!

Danke!

Markus

Reply to
Markus Bauer
Loading thread data ...

"Markus Bauer" schrieb im Newsbeitrag news:4227768b$0$26754$ snipped-for-privacy@newsreader01.highway.telekom.at...

1.. Lorenzkraft: Einheiten: B in (Vs)/m^2, E in V/m, daher v x B in V/m das entspricht der Einheit von E qed. 2.. (1. Maxwellsche Gleichung) Formel falsch interpretiert. Das ist nicht das Integral H ds sondern H dA, also ein Flächenintegral. 3.. Elektrischer Fluss Phi gibt es nicht. Das ist in dem Fall der magnetische Fluss Phi. 4.. Es ist Ansichtssache was nun wirklich vom Material abhängig ist (D oder E). Kommt auf die Ausgangsgröße an.

Gruß Kenneth

formatting link

Reply to
Kenneth Gerber

@Markus: Da fragst du am besten beim Institut. Es ist nämlich Definitionssache, ob D oder E materialabhängig ist.

Reply to
Christian Schroeder

Vorsicht. Es gibt eine formale Analogie: D = epsilon * E B = mü * H

Und es gibt eine physikalische Analogie. Da entspricht D dem H und B dem E. E ist die *elektrische* Feldstärke und H die *magnetische* Feldstärke. D ist die *elektrische* Flußdichte und B ist die

*magnetische* Flußdichte.

Wie schon in dem anderen Posting gesagt: Das ist Definitionssache. Du kannst festlegen, dass das D materialabhängig ist; dann zählst du Polarisationseffekte zum D dazu. Du kannst aber auch sagen, dass E materialäbhängig ist, dann betrachtest du Polarisation getrennt von D.

Falsch. Es gibt den magnetischen Fluß phi und den verketteten Fluß psi. Den elektrischen Fluß gibt es nicht. Psi ist die Summe der einzelnen magnetischen Flüsse phi. phi = Integral B * dA I = Integral J * dA

B ist die magnetische Flußdichte, J die elektrische Stromdichte. dA in beiden Fällen das Flächenelement. Also sind phi und I analog zueinander.

Ist ja auch so. s.o.

Ist auch richtig.

Ja.

Beides stimmt, Erklärung siehe oben.

Wenn du keine Polarisation hast gilt: D = epsilon_0 * epsilon_r * E

Betrachte mal epsilon_r = 1, z.B. für Luft. Also EIN Stoff, dann sind D und E trotzdem unterscheidlich, aber parallel. Ohne Polarisation ist der Rechentrick mit dem D-Feld allerdings nicht wirklich interessant.

Wenn du OHNE ÄUßERES FELD schon ein D-Feld, aber eben kein E-Feld hast, ist das Material polarisiert. Es gilt: D = epsilon * E + P P ist die Polarisation. Dann sind i.a. D und E nicht parallel.

Reply to
Christian Schroeder

Hallo,

Deine Fragen umfassen mehrere Themen der E-Technik, die in einer Mail kaum zufriedenstellend und verständlich erklärt werden können. Ich denke, nur eine anschaulische Erklärung der Bedeutung und Herleitung der Formeln und Größen wird da weiterhelfen. Die folgenden Quellen kann ich Dir gut gemeint und aus eigener Erfahrung weiter empfehlen:

1.)Rotation, Divergenz und das Drumherum, G.Strassacker, Teubner Studienskripten 2.)Bergmann, Schaefer, Experimantalphysik Band 2 Elektrotechnik 3.)Physik, Gerthsen, Vogel, Springer Verlag 4.)
formatting link
Gruss Gerd

Markus Bauer schrieb:

Reply to
Gerd

PolyTech Forum website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.