Könnte mir eventuell jemand diesen Abschnitt zu der magnetischen Flussdichte genauer erklären, also gibt es keine genaue Definition dafür?
Hey, oder was bedeutet zum Beispiel der Teil mit der Lorentzkraft?
Vielen Dank.
2 Antworten
Die magnetische Flussdichte ist eine physikalische Größe, die nicht einfach so definiert werden kann, weil sie in erster Linie recht abstrakt ist. Ein weiteres Beispiel wäre die Energie. Energie kannst du auch nicht direkt messen, sondern immer nur durch Kenntnisse von Position oder Geschwindigkeit eines Objektes festlegen.
Die Bestimmung der magnetischen Flussdichte ist hier eben auf die Lorentzkraft zurückzuführen. Wenn sich ein geladenes Teilchen durch ein Magnetfeld bewegt, so erfährt es eine Kraft, die senkrecht zu der Bewegnugsrichtung und gleichzeitig senkrecht zu der Magnetfeldrichtung steht. Diese Kraft ist die Lorentzkraft, die für senkrecht aufeinander stehende Geschwindigkeit und Magnetfeld definiert ist über
wobei q die Ladung des Teilchens und v die Geschwindigkeit ist. Jetzt kann man natürlich einfach in einem Experiment die Kraft auf ein solches Teilchen messen, wenn man Ladung und geschwindigkeit ganz genau kennt. Dadurch kann man dann das B bestimmen:
Und genau das ist dann die Definition der magnetischen Flussdichte. Sie kann also nur indirekt gemessen werden und nicht direkt an dem System "abgelesen" werden (eben genauso wie die Energie, wie oben erwähnt).
Im Leiter bewegen sich Elektronen. Sie erfahren bei Bewegung im B Feld die Lorentzkraft (abhängig vom Winkel zu B). Die Gesamtkraft auf das Leiterstück kann gemessen werden. Sie ist proportional zum Strom I, der Leiterlänge l (Achtung, Verwechslungsgefahr, das ist nicht der Strom sondern ein kleines L) und der magnetischen Flussdichte B. Wählt man als Proportionalitätsfaktor 1 kann man die Gleichung zur Definition von B nach B umstellen.
Also könnte ich den ersten Abschnitt als Definition hinschreiben?
Was war die Aufgabenstellung? Woher kommt der Text auf dem Foto.
Ja, ich müsste die Definition der magnetischen Flussdichte aufschreiben (eher kurz)?
Kurz: Quotient aus Kraft auf senkrecht zum B-Feld ausgerichteten stromdurchflossenen Leiter und dem Produkt aus Strom und Leiterlänge.
Okay, also bedeutet der Teil „sondern durch eine Kraft, die auf sich bewegende elektrische Ladung einwirkt (Lorentzkraft)“ einfach nur, dass die magnetische Flussdichte einfach auf die Lorentzkraft zurückgeführt wird?
Nein, sie wird über die gemessen.
Verwechslungsgefahr besteht auch, weil hier Strom zur Messung benutzt wird, andererseit aber auch Strom (z.B. in einer Spule) zur Erzeugung eines B-Feldes genutzt werden kann.
Dieser Teil bedeutet also, dass die magnetische Flussdichte anhand der Lorentzkraft gemessen wird?
genau! Sie ist sogar darüber definiert.
In der Praxis werden zur Messung Hall Sonden benutzt, die einfacher einzusetzen sind und nicht die Homogenität des Feldes über einen gewissen Bereich voraussetzen.
Okay, also wenn dies eine Aufgabe wäre, dann könnte ich diesen Abschnitt hinschreiben (von dem Arbeitsblatt)?