Kraft eines Magneten in einer stromdurchflossenen Spule berechnen?

Hallo, Nick,
Du (muellernick) meintest am 21.01.08:
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Indirekt schon. "B" ist "magnetischer Fluss geteilt durch Fläche", also (mit aller Vorsicht) vergleichbar mit dem elektrischen Strom. Und beide brauchen einen geschlossenen "Stromkreis" (was wiederum ein weisser Schimmel ist).
Der Kreis besteht aus 1 Teil Magnet (Eisen) und 1 Teil Luft, beide in Reihe geschaltet. Der Widerstand der beiden Teile wird bei Eisen vor allem durch "µ" beschrieben, bei Luft (mit µr=1) vor allem durch die Länge der Luftstrecke.
Um einen bestimmten "magnetischen Strom" durch dieses Gebilde zu treiben, brauchst Du bei Elektromagnetismus so etwas wie "magnetische Spannung", und die wird bei Ringspulen mit N Einzellagen des Umfangs l beschrieben durch N*I = H*l, wobei H wiederum B erzeugt.
Bis dahin mitgekommen? Elektriker brauchen dafür viele Stunden und viele Übungsaufgaben.
Viele Gruesse! Helmut

Moin,
Helmut Hullen schrub:
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Du beschreibst das so elegant, wie alle:-) Also ist H*l die magnetische Spannung?
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Jau, Watt erzeugen auch Volt... macht doch watt ihr volt
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Was ich bei solchen Erklärungen auch sehr gut nachvollziehen kann. Aber schließlich will ja jeder Physiker mal eine Einheit nach ihm benannt haben und jede Größe muss einen Namen haben (und ihr Kehrwert am besten auch noch) bis keiner mehr durchsteigt.
CU Rollo

Hallo, Roland,
Du (roland-damm) meintest am 23.01.08:
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In aller Unschärfe: ja.
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Ich habe das lange genug unterrichtet, ich erahne so ungefähr, an welchen Stellen auch Elektriker ihre Probleme haben.
- B ist eine Dichte, und in der Einheit steht V - H und b sind bei Eisen nichtlinear verknüpft - Feldlinien sind so wenig real wie die Höhenlinien oder die Isobaren auf der Landkarte, insbesondere können sie nicht geschnitten werden (wie sieht eine geschnittene Höhenlinie oder Feldlinie aus?)
Viele Gruesse! Helmut

Moin,
Helmut Hullen schrub:
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Also genauso wie N*I - was einzusehen ist, den so viel Strom fließt sooft um den Eisenkern der Spule herum.
  Quoted Text Here  
Sehe ich als geringeres Problem an. Schlimm ist eher, dass H nicht in der Einheit H gemessen wird, sondern H was ganz anderes misst wie H benennt.
  Quoted Text Here  
Für mich auch ein eher kleineres Problem. Nichtlineare Widerstände gibt auch beim Strom.
  Quoted Text Here  
Ist beim Strom auch kein Problem. Sowohl Stromlinien (bekannt aus Aerodynamik) wie auch Magnetfeldlinien sind IMO gut vorstellbar.
Das Problem ist die Namensgebung.
Bei Strom rechnet man mit U, R und I. Wenn I durch eine Fläche fließt, kann ich die Stromstärke - wenn ich will - auch durch diese Fläche teilen, muss ich aber nicht.
Sollte jemand die Zusammenhänge des Ohmschen Gesetzes verstanden haben (gerade so), dann kann man ihn garantiert damit verwirren, indem man im erzählt, dass die Stromdichte eine ganz fürchterlich wichtige Größe ist, dass selbstverständlich der Kehrwert von R auch ganz wichtig ist, vielleicht noch ein paar andere Größen, und diese haben dann alle noch Namen von irgendwelchen Toten.
Wenn du aus den drei Größen U, R und I die 6 möglichen Quotienten bildest, und allen Namen gibst, dann bin ich mir sicher, dass jeder noch so gebildete Elektrik-Berufsschüler am Ende der Stunde sicher ist, das Ohmsche Gesetz nicht verstanden zu haben. Gut, vielleicht etwas hoch gegriffen, aber wenn du Leiterlänge und ~-fläche noch dazunimmst, dann bestimmt (daraus kannst du nämlich 243 verschiedene kombinierte Quotienten bilden, allerdings mit einigen unsinnigen dabei (z.B. 1)).
Und das ist IMO bezüglich Magnetfeldern sinngemäß in der Didaktik üblich.
CU Rollo

Hallo, Roland,
Du (roland-damm) meintest am 24.01.08:
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Ja - da könnte ich einige Beispiele liefern ...
  Quoted Text Here  
Auch richtig (als Feststellung des Ist-Zustandes); leider.
Eine der schlimmen Folgen; da gibt es Formeln für den magnetischen Widerstand, und der enthält (natürlich) u.a, die spezifische Grösse µ. Was in Eisenkreisen kompletter Unfug ist, weil µ da nun mal keine Konstante ist.
Ach ja - als "Magnetisierungskennlinie" wird gern etwas genommen, was die Qualität von Baustahl beschreibt, aber nicht von heute handelsüblichen Elektroblechen.
Viele Gruesse! Helmut

Roland Damm schrieb:
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Allerdinx. Da der Onkel Siemens seinen Generator zu spät erfunden hat, hat man mangels Strom zu lange mit Magneten rumgespielt. Daher gibt es unzählige Grössen, nach Grössen benannt. Maxwell, Gauss, Weber, Oersted, Ampere (pro irgendwas), Tesla und sicher noch einige, die mir gerade nicht einfallen ;-] BTW, Unheimlich: http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetar

Nick Mueller schrieb:
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Doch. Über µr und seine Geometrie. Das bestimmt den magnetischen Widerstand. Je kleiner µr, desto größer der magnetische Widerstand, und desto kleiner die magnetische Flußdichte B bei einer gegebenen magnetischen Feldstärke H.
http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetischer_Widerstand
Mit freundlichem Gruß
Jan

Moin,
Jan Kandziora schrub:
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Wie schön, dass da wieder zielstrebig (genau so, wie ich es im Physikunterricht auch kennengelernt habe) der entscheidende Zusammenhang ausgespart wird. Was ist die magnetische Spannung in Anbetracht vom magnetischen Fluss, der Flussdichte und und und?
Ach, nach einigem hin-und-herblättern wird klar, dass magnetische Spannung und magnetischer Fluss das gleiche sind, faszinierend...
Kann da nicht mal wer aufräumen - ich meine nicht nur bei Wikipedia, sondern auch sonst in der Namensgebung?
CU Rollo

Hallo, Roland,
Du (roland-damm) meintest am 23.01.08:
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Wenn das so auf der Webseite steht, dann ist es falsch.
Sehr stark vereinfacht: in der Einheit der magnetischen Spannung muss A vorkommen, in der Einheit des magnetischen Flusses V.
Viele Gruesse! Helmut

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so wie ich das mal gelesen habe macht das nur Sinn bei max. 2 Magneten, wobei dann eine Steigerung von ca. 40-60 % erreicht wird.
Aber alles nur aus dem Kopf ohne Gewähr das es so ist.

Martin Freiberger wrote:
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Zumindest mal als Hausnummer und Tendenz durchaus brauchbar, Danke.
Nick

Nick Mueller schrieb:
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Nicht lachen, aber ich habe das aus eBay von einer Ratgeberseite eines Magnethändlers. Der hatte auch geschrieben das mehr als 3 Magnete in Reihe überhaupt keinen Sinn mehr machen.
Habe versucht diese Seite wieder zu finden, ist mir aber nicht geglückt. Auf jedenfall hatte sich der Kerl angehört als wüsste er wovon er redet, was aber auch kein Qualitätskriterium sein muss.
Und mittels Google habe ich auch nicht mehr Infos gefunden. Die richtige Antwort auf diese Frage würde mich nämlich auch interesieren. Klar ist auf jedenfall das das nicht einfach addiert werden kann und auch nicht beliebig weitergehen kann. Denn was soll in einem "ausgereitzten" Magnetwerkstoff den durch einen äußeren Magneten noch zusätzlich magnetisiert werden können?

Hallo, Martin,
Du (ma_freiberger) meintest am 21.01.08:
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Aber die Kraft kann grösser werden; Flussdichte B ist nun mal auf die Fläche bezogen. Wobei ich vom Gefühl her die Magneten eher nebeneinander als hintereinander aufbauen würde.
Viele Gruesse! Helmut

Helmut Hullen wrote:
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Naja, aber B ist nun mal pro m^2, da ändern Magnete nebeneinander eigentlich nichts. Ausser dass bei der Spule der Radius größer wird und bei gleichem N das l zwangsweise steigt. ;-)
F = I * l x B
Gruß, Nick

Martin Freiberger wrote:
  Quoted Text Here  
Ja, irgendwie passt das auch recht gut damit zusammen, dass längere Magnete mit gleichem Querschnitt usw. keine deutlich größere Haftkraft haben.
  Quoted Text Here  
Unter Vorbehalt und mit Betonung meines *Un*wissens (lachen erlaubt): Das Feld ist homogener/besser ausgerichtet.
Gruß, Nick