Eine gerade stromdurchflossene Leiter wird so gekrümmt, die magnetische Flussdichte?

 - (Schule, Physik, Chemie)

2 Antworten

Ich betrachte die Textstellen folgendermaßen:

Der Leiterabschnitt „ab“ umschlingt den Mittelpunkt nur zu ¾ der vollen Umschlingung.

Das Symbol „ x „ verweist auf die Richtung der magnetischen Flussdichte.

Der Leiterabschnitt „ab“ ist auf den Mittelpunkt "O" bezogen ein halblanger stromdurchflossener Leiter.

Gruß, H.

Tippfehler: zweiter Absatz  "ab" durch "bc" ersetzen. sorry

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Die Umschlingung von ab betraegt 3/4 im Verhaeltnis zum Mittelpunkt. Das kann man so auch gut verstehen.

1. Bedeutet es auch, dass die im Ampereschen Gesetz erklaerte Symmetrie wegfaellt?

2. Wieso kann das Biot-Savart-Gesetz diese Symmetrie nicht aufzeigen?   

3. Durch die Rechte-Hand-Regel kann man das irgendwie nicht erklaeren. Fuer Leiterabschnitt ab: Der rechte Daumen ist nach rechts(Richtung der positiven Ladungstraegern), die magnetische Flussdichte ist in die Bildebene hinein, dann zeigt die Lorentzkraft nach unten. Aber im Bild ist der Leiter nach oben gekruemmt, also muss die Lorentzkraft auch nach oben zeigen, was hier nicht der Fall ist. Verwirrung?

4. „ab“ ist auf den Mittelpunkt "O" bezogen ein halblanger stromdurchflossener Leiter. Bedeutet es, dass von O nach b der Radius R ist. Durchschnitt/2 ist der Radius?

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@zhu2614

Bevor ich ausführlich kommentiere, muss ich mich etwas genauer mit diesem Skript befassen, da mir einige Ungereimtheiten aufgefallen sind. Die Lösung A) ist m.E. nicht richtig, sondern B), die übrigens mit C) identisch ist.  Lediglich den Punkt 4. Deines Kommentars kann ich bestätigen. Ich brauche etwas Zeit, um repräsentativ antworten zu können. Habe mir erst einmal das Skript ausgedruckt.

Gruß, H.


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Hallo Halswirbelstrom! Jetzt habe ich die Aufgabe voellig verstanden! Aber deine Loesung ist falsch! Die Wahl A ist richtig!

a) Die Winkel von O zu ab sind 90º und 180º(180º weil b geht gegen unendlich!

Also setzen wir 90º und 180º in die Formel:

B= μ0 mal I / 4 mal pi mal a( sin φ1 + sin  φ2)

(Abstammung der Formel kommt aus dem Biot-Savart-Gesetz: 14. und 15. Folie aus dem Link (sehr gut dargestellt)

https://pawn.physik.uni-wuerzburg.de/physikonline/repetelehre/vorl_folien_elehre/magn34_ausg.pdf

das muss man auch anschauen unter Punkt "gerader Linienleiter"(die
Veranschaulichung ist sehr gut dargestellt, aber das Gesetz es geht so)

https://de.wikipedia.org/wiki/Biot-Savart-Gesetz

Die beiden Links unterscheiden sich in dem Formel, aber es ist das gleiche Prinzip))

Nun haben wir sin90º=1, sin180º=0

Dann kommen wir auf die Formel fuer ab:

B= μ0 mal I / 4 mal pi mal R

b) Die magnetische Flussdichte im Kreismittelpunkt O fuer eine volle
Umschlingung um den Kreismittelpunkt betraegt: B= μ0 mal I / 2R weil wir
x=0 in die Formel B= (μ0 mal I mal R^2) / (2 mal (R^2+x^2)^3/2)
eingesetzt haben. 

->http://www.physik.fh-aachen.de/startseite/physik-fuer-elektrotechnik/praktikum/spulen/5/

Hier betraegt die Umschlingung um Kreismittelpunkt nur 3/4, also wird die magnetische Flussdichte per 3/4-facht.

3/4 x μ0 mal I / 2 mal R = 3μ0I/8R

c) Hier setzen wir fuer cd 180º und 180º in die Formel ein.
B= μ0 mal I / 4 pi mal a mal ( sin φ1 + sin  φ2)
Also ergibt sich sin180º=0,sin180º=0

d) Somit ergibt sich ein Gesamtbetrag fuer den Kreismittelpunkt O:

B(O)=B(ab)+B(bc)+B(cd)= μ0I/4piR+3μ0I/8R

e) Fuer Kreismittelpunkt O verwenden wir die Rechte-Faust-Regel, dann koennen wir sehen, der Leiterabschnitt ab hat ein Magnetfeld zu O, es steht senkrecht, cd hat kein Magnetfeld zu O, weil die Laenge cd auf einer Linie zu O steht, es gibt keinen Winkel und es entsteht kein Magnetfeld! Achtung, hier nicht die Rechte-Hand-Regel verwenden, weil die Rechte-Hand-Regel bezieht sich auf drei Finger!

Rechte-Faust-Regel ist o.k., den Rest werde ich mir mal etwas intensiver ´reinziehen. 

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