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Frage über Physik: Souvenirmagnete haften mal besser und mal schlechter an Magnettafeln?

Hallo Leute, ich habe vor kurzem eine Magnettafel bestellt, weil ich meine Souvenir-Magnete, die ich sammle (ich reise sehr viel und kaufe auf jeder Reise Souvenir-Magnete ein), nicht länger am Kühlschrank kleben haben wollte, sondern sie lieber in meinem Wohnzimmer haben wollte, wo ich sie immer sehen kann.

Jedenfalls ist es so, dass die schweren Souvenir-Magnete irgendwie nicht so gut an meiner Magnettafel haften wie am Kühlschrank. Deshalb bin ich auf die Idee gekommen, die schwereren Magnete erstmal mit anderen Magneten zu "stützen", damit sie nicht herunterfallen. (Also ich platze einen gut haftenden Magneten unter den "wackeligen" Magneten und verhindere dadurch, dass sie nach unten rutschen oder ganz runterfallen).

Meine Frage ist:

Mir ist aufgefallen, dass Magneten, die normalerweise sofort runterrutschen, wenn ich versuche, sie ohne "Support" zu platzieren, haften bleiben, wenn sie vorher gestützt worden sind. Ich glaube, das ist ein physikalischer Effekt, aber ich habe echt keine Ahnung von Physik. Kann mir das jemand von euch vielleicht erklären, warum schwere Magneten haften bleiben, wenn sie vorher gestützt wurden, aber runterrutschen oder abfallen, wenn ich versuche, sie direkt zu platzieren?

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[Physik] Geschwindigkeitsfilter bei Ionenstrahlen?

Guten Tag,

ich benötige bei der Aufgabe noch etwas Hilfe, um sie verstehen zu können. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten.

[Hinweis des Lehrers zur Aufgabe:]

Ar^(+) Ionen haben die Ladung 2, Ar^(2+) Ionen die Ladung 2e. Verwenden Sie für die Masse der Argon-Ionen den Wert 39,948 * 10^(-27) kg.
  • Was sind überhaupt Argon Ionen?
  • Wieso ist die Ladung von Ar^(+) Ionen = 2 und nicht e, denn die Ladung von Ar^(2+) Ionen ist ja 2e.

[Hier meine bereits bestehenden Fragen:]

  1. Wie genau würdet ihr eine mögliche Antwort auf die Aufgabe 2.1 „Erklären Sie die Funktionsweise des Geschwindigkeitsfilters.“ formulieren? Mein Vorschlag: In einem Geschwindigkeitsfilter können mithilfe eines elektrischen und eines magnetischen Feldes Elektronen einer bestimmten Geschwindigkeit aus einem Strom von geladenen Teilchen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gewonnen werden.
  2. Aber woran erkenne ich überhaupt, dass es sich hier um Elektronen handelt? Es handelt sich ja um Argon Ionen und das verwirrt mich.
  3. Ich benötige noch viel Hilfe bei dieser ganzen Aufgabe 2 (2.1 und 2.2) 🤯

[Damit ihr mir leichter bei der Aufgabe helfen könnt, schreibe ich euch hier die Aufgaben 2.1 und 2.2 als Text hin, damit ihr den Text als Zitat in eurer Antwort verwenden könnt.]

2.1

Erklären Sie die Funktionsweise des Geschwindigkeitsfilters.

Weisen Sie nach, dass die Ladung und die Masse der Ionen keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit der gefilterten Ionen des Strahls haben.

2.2

Nach Verlassen des Filters bewegt sich der Strahl aus Ar^(+) -Ionen und Ar^(2+) -Ionen durch eine Blende in einem Magnetfeld B2 mit der gleichen Flussdichte B2 = B1 weiter und wird auf einen Detektor abgelenkt, der die Strahlen an zwei Stellen P1 und P2 registriert.

Geben Sie an, welche der Argon-Ionen im Punkt P1 bzw. im Punkt P2 auftreffen.

Begründen Sie Ihre Antwort.

Berechnen Sie die erforderliche Spannung am Kondensator des Geschwindigkeitsfilters, wenn der Auftreffort der Ar^(+) -Ionen von der Blende den Abstand a = 20 mm haben soll.

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[Physik] Richtung des elektrischen Feldes im Kondensator?

Guten Tag,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um die Aufgabe unten vollständig zu verstehen. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten zu meinen Fragen.

  • Die Aufgaben a) und b) habe ich verstanden und bereits gelöst.
  • Die Aufgabe c) ist für mich nicht relevant.
  • Die Aufgabe d) verstehe ich leider noch nicht so gut.
  • Da das Magnetfeld in die Zeichenebene zeigt (Drei-Finger-Regel der linken Hand), werden die Elektronen innerhalb des Kondensators nach unten abgelenkt. Das bedeutet, dass die Lorentzkraft innerhalb des Kondensators nach unten zeigt. Somit muss die Coulombkraft (elektrische Kraft) innerhalb des Kondensators nach oben zeigen. Dies wird erreicht, wenn die untere Platte negativ geladen ist und die obere Platte positiv.
  • Nun bin ich mir aber unsicher, was die Richtung des elektrischen Felds im Kondensator ist, wenn die untere Platte negativ geladen ist und die obere Platte positiv geladen ist.
  • Wie man U (Plattenspannung) berechnet, verstehe ich. Denn die Kondendatorspannung/Plattenspannung ist ja so eingestellt, dass sich die Elektronen im Kondensator unabgelenkt entlang der x-Achse bewegen. Somit muss Fl (Lorentzkraft) = Fc (Coulombkraft) sein.
  • Die Aufgabe e) ist für mich nicht relevant.
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Kann mir jemand hierbei helfen?

Einleitung

Im ersten Versuch habt ihr erfahren, dass ein stromdurchflossener Leiter ein Magnetfeld erzeugt. In diesem Versuch wird der Einfluss eines sich verändernden Magnetfeldes auf einen elektrischen Leiter untersucht. Dieses Prinzip wird auch in Generatoren angewendet, wie z.B. im Fahrraddynamo und Windkraftanlagen.

Was ihr am Ende können sollt:

• Beschreiben können, wie sich die Bewegung von Spule und Magnet im Verhältniss zueinander auf das Magnetfeld auswirkt.

Was ihr vorher wissen solltet:

• Wie eine Spule zu einem Elektromagneten verändert werden kann.

• Wie nachgewiesen wird, dass eine elektrische Spannung, anliegt.

Durchführung

Baut den Versuch wie in Abbildung 1 dargestellt auf. Verwendet dabei die Spule mit 20.000 Windungen. Achtet darauf, dass euer Multimeter auf Volt eingestellt ist. Achtung: Beginnt immer mit dem größten Messbereich (1000 V) und schaltet dann herunter!

(a) Bewegt den Magneten mit dem Südpol nach vorne langsam in die Spule hinein. Lasst den Magneten kurz in der Spule ruhen und zieht ihn dann langsam wieder heraus. Beob- achtet dabei die Veränderung der Anzeige des Messgerätes. Wiederholt den Versuch indem ihr

(b) den Magneten schneller in die Spule bewegt.

(c) den Magneten langsamer in die Spule bewegt.

(d) den Magneten mit dem Nordpol nach vorne in die Spule bewegt.

(e) den Magneten in der Spule ruhen lasst.

(f) den Magneten festhaltet und die Spule bewegt.

(g) die Spulen mit 1600 Windungen verwendet und (a) wiederholt.

Das sind meine Beobachtungen:

(a) Wenn der Magnet langsam in die Spule hineinbewegt wird, steigt die Anzeige des Messgeräts an. Wenn der Magnet wieder herausgezogen wird, fällt die Anzeige ab.

(b) Beim schnellen Hineinbewegen des Magneten steigt die Anzeige schneller an und fällt auch schneller ab, wenn der Magnet herausgezogen wird.

(c) Beim langsamen Hineinbewegen des Magneten steigt die Anzeige langsamer an und fällt auch langsamer ab, wenn der Magnet herausgezogen wird.

(d) Wenn der Magnet mit dem Nordpol nach vorne in die Spule bewegt wird, zeigt das Messgerät eine Veränderung in der entgegengesetzten Richtung im Vergleich zu (a).

(e) Wenn der Magnet in der Spule ruht, gibt es keine Veränderung in der Anzeige des Messgeräts.

(f) Wenn der Magnet festgehalten und die Spule bewegt wird, gibt es eine Veränderung in der Anzeige des Messgeräts.

(g) Mit der Spule mit 1600 Windungen wird eine ähnliche Veränderung beobachtet wie in (a), jedoch möglicherweise mit geringerer Spannung aufgrund der geringeren Anzahl von Windungen.

Sind die so richtig?

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Warum flackert durchgebrannter Glühdraht?

Guten Abend,

das Licht in meinem Keller hat in den letzten Tagen geflackert. Heute war es nun völlig lahmgelegt. Nach Wechseln der Glühlampe konnte ich feststellen, dass der Glühdraht durchgebrannt ist.

Ich stellte mir die Frage, wie es überhaupt zum Wackelkontakt einer Wolframglühbirne kommen kann. Entweder der Draht ist durchgebrannt (Licht aus) oder der Draht ist heile (Licht an).
(Lassen wir mal Wackelkontakte aufgrund der Kontaktstellen außen vor.)

Nach längerem Grübeln habe ich mir folgendes Szenario vorgestellt:

Angenommen, der Draht ist durchgebrannt und ein Leiterstück (1) ist (zufällig) nach oben gesprungen, das andere Leiterende (2) steht horizontal. Durch die Schwerkraft wird Leiterstück (1) nach unten gezogen. Die beiden Leiterenden berühren sich, ein Strom kann fließen, das Licht brennt. Da sich um stromdurchflossene Leiter ein Magnetfeld bildet, könnte die Lorentzkraft dafür sorgen, dass (1) wieder nach oben springt und der Kreislauf beginnt von vorne.

Ich muss dazu sagen, dass ich mir die Lorentzkraft an einer Glühwendel nicht gut vorstellen kann, da es eben kein gerades Leiterstück ist.

Könnte etwas an meiner Idee dran sein, oder gibt es eine andere Erklärung, wie es (physikalisch gesehen) zu einem Wackelkontakt eines Wolframdrahtes kommen kann?

Vielen Dank für eure klugen Ideen !

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Umpolung im Gleichstrommotor ergibt keinen Sinn?

Die erste abbildung verstehe ich ja noch.

Vom MInuspol kommen elektronen, die gelangen dann über die Kohlebürste in die Kupferlamelle und dann in den Draht, der die schraube auf der oberen seite umwickelt. Wenn man dann die Linke-Faust-Regel anwendet (also linke Hand umschließt den Draht, der Daumen zeigt in elektronenflussrichtung und die Richtung, in die die Finger zeigen, ist dann auch die der Magnetfeldlinien. Deshalb zeigt das Magnetfeld (siehe kleine eingezeichnete Pfeile) vom unteren teil der Schraube zum oberen. daher ist unten der Nordpol und oben der Südpol.

Und da Südpol der schraube und Nordpol des Stators sich anziehen, dreht sich die Schraube gegen den Uhrzeigersinn.

Und dann wenn wenn der Nordpol und Südpol gegenüber liegen, wird der Elektronenfluss, da die Kohlebürste die Kupferlamelle nicht mehr berührt, unterbrochen und das Magnetfeld der Schraube aufgehoben. Dadurch wird die schraube netral und nicht mehr direkt von den Statormagneten angezogen und dreht sich noch etwas durch den Schwung von alleine weiter, bis die KOhlebürste wieder die Kupferlamelle berührt und der Elektronenfluss wirder läuft.

Nur das komische ist, dass Leute sagen, dass man den elektronenfluss umpolen muss.. ABER WIESOOO???

Wenn man jetzt diese Umpolung machen würde, siehe Abb.2, würden die ELektronen von dem anderen Pol, also in der Abb. von unten kommen. Dann würde siehe Pfeile das Magnetfeld der Schraube von dem oberen Teil der Schraube nach unten gehen, also von Nordpol nach Südpol. Und da sich der Nordpol der schraube und der südpol des Stators anziehen, würde sich die schraube diesmal mit dem Uhrzeigersinn drehen...

Also würde es, wenn man eine Umpolung macht, ständig ne halbe UMdrehung links und dann ne halbe Umdrehung rechtsrum machen, aber das wollen wir ja nicht!!!!!!

Durch meine Abbildungen kann man doch sehen, dass damit die schraube sich immer weiterdreht, keine Umpolung stattfinden sollte, sondern immer vom gleichen Pol die Elektronen kommen sollten..

UNd bitte schickt mir keine youtube-erklär-videos. Ich hab mir bereits etliche angsehen und es da immer verstanden, aber als ich mir selber so etwas gezeichnet hab, hat es gar keinen Sinn mehr gemacht...

Wo liegt mein fehler bei der Zeichnung??

LG, Mayu

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anders... unzwar: 67%
Elektronenfluss falsch gezeichnet (??) 33%
Magnetfeld Schraube falsch gezeichnet 0%
jetzt bin ich selber verwirrt xD 0%
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Wieso liegt eine Induktionsspannung vor, wenn sich der magnetische Fluss ändert und nicht generell bei einer Bewegung eines Leiters im magnetischen Feld?

Kurz ein paar Worte zu mir, um das Niveau der Antworten entsprechend anzupassen:

Ich bin ein mathematisch interessierter Oberstufenschüler der nicht davor zurückschreckt, wenn entgegen dem Schulstoff ein paar Vektoren in der Erklärung vorkommen aber noch nicht studiert hat. Mein Ziel ist es die Sachen wirklich zu verstehen und nicht nur hinzunehmen.

In der Schule haben wir zur Einführung für die Induktion einen Metallstab der mit einem Spannungsmessgerät verbunden war in ein Magnetfeld bewegt. Das Spannungsmessgerät ist ausgeschlagen.

In einem Magnetfeld wirkt auf bewegte Ladungen die Lorentzkraft. Dadurch, dass der Stab bewegt wurde, wurden auch die Elektronen, also geladene Teilchen, im Stab bewegt. Auf sie wirkt also eine Lorentzkraft. Die Lorentzkraft ist orthogonal sowohl zur Richtung des Magnetfeldes als auch zur Bewegungsrichtung der Ladungen. Durch die Lorentzkraft werden die frei beweglichen Elektronen im Stab zur Seite geschoben. Auf der einen Seite liegt jetzt ein Elektronenüberschuss und auf der anderen Seite ein Elektronenmangel vor. Deshalb gibt es eine Ladungsdifferenz und somit auch eine Spannung.

Nun zu meinem Problem. Die Lorentzkraft wirkt, solange sich die Elektronen im Leiter durch ein Magnetfeld bewegen. Also müssten die Elektronen solange zur Seite geschoben werden, wie der Leiter durch das Magnetfeld bewegt wird. Demnach müsste auch eine Spannung induziert werden, solange sich der Leiter durch das Magnetfeld bewegt.

In der Realität ist die Induktionsspannung aber von der Änderung des magnetischen Flusses abhängig. Der Leiter und somit die Elektronen können sich noch so lange durch das Magnetfeld bewegen. Es wird trotzdem keine Spannung induziert, weil sich die vom Magnetfeld durchsetzte Fläche nicht ändert. Aber eigentlich müsste doch allein schon durch die Bewegung des Leiters die Lorenmtzkraft wirken.

Danke fürs klarstellen.

Habe gerade https://www.gutefrage.net/frage/warum-braucht-man-eine-flaechenaenderung-oder-magnetfeldaenderung-fuer-induktion gefunden. Meine Frage ist ein Duplikat. Hier wurde erklärt, dass sich die Induktion nicht nur mit der Lorentzkraft herleiten lässt sondern als Phänomen entdeckt wurde. Vielleicht hat ja noch jemand eine anschauliche Erklärung.

Induktion, Magnetismus, Elektromagnetismus, Lorentzkraft, Magnetfeld

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