Ring Magnet Physikaufgabe?

Hey ich habe diese Aufgabe nun schon in verschiedenen Foren gestellt, aber iwie kann mir niemand helfen. So langsam verzweifle ich. Generell verstehe ich einfach nicht wie man diese Aufgabe lösen soll

Answer 1

[DrNumerus]

Einerseits musst du damit klarkommen, dass hier die Magnetisierung gegeben ist. Was man machen kann ist z.B. folgendes zu nutzen:

$\mu_0\left(\vec{H}+\vec{M}\right)=\mu\vec{H}\ \ \ \ \ \rightarrow\ \ \ \ \ H\ =\ \frac{\mu_0}{\mu-\mu_0}M$

als Magnetfeld innerhalb des Ringes. Hier bin ich auf betragliche Werte übergegangen. Dann natürlich auch

$B=\mu H=\frac{\mu\mu_0}{\mu-\mu_0}M$

als Flussdichte im Ring. Ich würde jetzt mal behaupten man kann hier die Maxwellgleichung

$\oint_{\partial A}\ \vec{B}\text{d}\vec{A}=0$

nutzen. Wenn wir als Fläche quasi eine große Ebene nehmen, die den Ring quer schneidet und zusätzlich durch den Luftspalt verläuft und im Unendlichen geschlossen wird, erhält man aus dem obigen Integral die Bedingung

$B\cdot A=B_0\cdot A\ \ \ \ \ \ \Rightarrow\ \ \ \ B=B_0$

wobei B die Flussdichte im Kern und B0 die im Spalt ist. Diese sind also gleich. Dies gilt, solange der Luftspalt klein ist, da dann nur vernachlässigbare Streuung der Feldlinien stattfindet. Dementsprechend folgt für die Feldstärke im Luftspalt nur noch:

$H_0=\frac{B}{\mu_0}=\frac{\mu}{\mu-\mu_0}M$

Das einzige was man dann noch braucht ist die magnetische Permeabilität µ.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Physik Studium

Comments

[LisJo]

Iwo hab ich gelesen dass man die näherung H=M annehmen, da es sich um einen Permanentmagneten handelt? Stimmt das

[DrNumerus]

@LisJo

Ah, das kann schon sein tatsächlich. Normalerweise beschreibt die Suszeptibilität (das Chi) nämlich das Verhalten von M wenn sich H ändert. Wenn es aber ein Permanentmagnet ist, würde das bedeuten, dass es ja schon ein M gibt, ohne externes H. Demnach könnte das tatsächlich passen. Das ist aber nicht so mein Spezialgebiet, also bin ich mir auch nicht so ganz sicher.