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Frage zu Wechselwirkung Magnet / Spule
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challenger159



Anmeldedatum: 14.08.2007
Beiträge: 135
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BeitragVerfasst am: Sa Aug 18, 2007 5:36 am    Titel: Frage zu Wechselwirkung Magnet / Spule Antworten mit Zitat

Wenn ich einen Magneten an einer Kupferspule entlang bewege, dann entsteht in der Spule eine Spannung. Ok, was mich aber interessiert: wird dadurch der Magnet irgendwie physikalisch gebremst oder angezogen oder so? gemeint ist natürlich eine Spule ohne Eisenkern.

Danke.
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Raven



Anmeldedatum: 22.07.2007
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BeitragVerfasst am: Sa Aug 18, 2007 3:44 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,
Wenn ich das richtig verstanden habe, meinst du das Prinzip der Influenz.
Dabei wird durch Bewegung des Magneten bzw. der Spule eine Spannung in der Spule durch die Lorenzkraft , solange der Magnet sich senkrecht zu den Leiterschleifen bewegt.

Spannung induzieren, bedeutet ja bekanntlich : auf der einen Seite wird ein Elektronenüberschuss und auf der anderen ein Elektronenmangel erzeugt ( +;- ).
Wenn du dich also mit dem Pluspol des Magneten dem induzeireten "Minuspol" der Spule nährst, kann es doch, nach dem jetzt beschriebenem, zugegebener Maßen etwas oberflächlichen, Modell, passieren, dass der Magnet angezogen wird.

Ist nur Hypothetisch, ich habs selber noch nicht erlebt, oder was drüber gelesen Smile
Ich hoffe es hilft trotzdem.

mgf Raven
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challenger159



Anmeldedatum: 14.08.2007
Beiträge: 135
Wohnort: Schweiz

BeitragVerfasst am: Sa Aug 18, 2007 9:34 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Raven

Vielen Dank für die Antwort. Ich merke gerade wie wenig ich über Induktion weiss. Bedeutet deine Aussage, dass der Magnet in Richtung der Spule ausgerichtet sein muss, um eine Spannung in der Spule aufzubauen?

Edit
Ich versuche gerade einen möglichst hohen Effizienzgrad bei einer Art Generator zu erhalten. Normalerweise dreht sich eine Kupferspule in einem Magnetfeld und erzeugt einen Wechselstrom durch die konstante SNSNSN Umkehrung.

Nehmen wir an, ich hätte stattdessen eine Art Schiene mit abwechselnden SNSNS Feldern von unten, und eine Spule würde sich entlang bzw. auf der Schiene bewegen - hätte das den gleichen Effekt? Müsste die Spule aufrecht auf der Schiene stehen oder was?

Gilt generell: je mehr Kupfer und Windungen ich innerhalb des Magnetfelds hab, desto mehr Spannung kann ich erzeugen?

Danke

Edit 2

Ich les mich auf wikipedia gerade durch die Materie, entschuldigt meine zugegeben dummen Fragen.
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Raven



Anmeldedatum: 22.07.2007
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BeitragVerfasst am: So Aug 19, 2007 6:21 pm    Titel: Antworten mit Zitat

hi challenger159,

Der Magnet muss nicht in besonderer Weise zur Spule ausgerichtet sein.
Wichtig ist nur, dass er sich senkrecht zu den Leiterschleifen, d.h. parallel zur Spule bewegt.

Zitat:
Nehmen wir an, ich hätte stattdessen eine Art Schiene mit abwechselnden SNSNS Feldern von unten, und eine Spule würde sich entlang bzw. auf der Schiene bewegen - hätte das den gleichen Effekt? Müsste die Spule aufrecht auf der Schiene stehen oder was?


Das hätte den selben Effekt. Denn Spannung wird induziert, wenn die Spule im Magnetfeld bewegt wird, was sie ja bei dem von dir beschriebenem Aufbau tut.

Die Spule sollte am besten auf der Schiene liegen, so dass die Leiterschleifen senkrecht zu den Feldlinien des Magneten plaziert sind.

Zitat:
Gilt generell: je mehr Kupfer und Windungen ich innerhalb des Magnetfelds hab, desto mehr Spannung kann ich erzeugen?


Ja klar. Dabei spielt die Menge an Kupfer aber nicht unbedingt eine Rolle. Vielmehr sind es die zusätzlichen Windungen bzw. Leiterschleifen, die den Unterschied machen.

Ich hoffe, dass das hilfreich war. Smile

mgf Raven
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uli.paul



Anmeldedatum: 04.02.2006
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BeitragVerfasst am: So Aug 19, 2007 10:47 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Um es genau zu sagen: Die Höhe der induzierten Spannung hängt von der Änderung des magnetischen Flusses durch die Spulenfläche und der Anzahl der Windungen ab. Die Menge an Kupfer ist unerheblich, außer es sollen größere Leistungen erzeugt werden. Dann ist der ohmsche Widerstand des Kupfers zu berücksichtigen.

Daraus folgt, dass die Spannung umso höher wird, je schneller ich die Spule relativ zum Magneten (oder umgekehrt) bewege, da dann auch die Änderung des Flusses größer wird.

Man kann also auch - bis zu einer bestimmten Grenze - die Spannung dadurch erhöhen, indem man die durchflossene Fläche vergrößert. Das schlägt aber ins Gegenteil um, wenn der Durchmesser der Fläche größer wird als der Abstand zwischen N- und S-Pol (so pi mal Daumen), denn dann ändert sich nicht viel wenn die Spule oder der Magnet bewegt wird.

Zur Verdeutlichung: Angenommen, Du baust Deine Schiene so auf:

Auf einen dicken Eisenträger setzt Du Stabmagnete mit einem Durchmesser von 1cm und 1cm lichten Abstand so auf, dass abwechselnd der N- und der S-Pol oben liegen. Das ergibt einen Mittenabstand von 2cm von Pol zu Pol.

Wenn Deine Spule länger als 2cm ist, dann geht die induzierte Spannung radikal nach unten um bei 4cm Null zu erreichen und bei 6cm annähernd wieder so viel wie bei 2cm. Die optimale Länge wäre ca. 1,5cm.

Wenn Du Dir die Feldlinien der Schiene anschaust, dann wirst Du feststellen, dass weiter als ca. 2cm von der Oberfläche der Magneten nur sehr wenige verlaufen. Diese auch noch "einzufangen" bringt nicht viel, was den Spulendurchmesser auf ca. 2cm festlegt. Du kannst sie größer machen, aber nicht viel kleiner als 2cm.

Das gilt für eine Luftspule. Hat sie einen Eisenkern,dann kannst Du die Fläche (und damit indirekt den Durchmesser) um den Faktor µ Deines Kerns kleiner machen und "fängst" immer noch genauso viele Feldlinien ein, da der Kern sie "einsaugt".

Und ja, es ist eine Kraft notwendig um etwas zu induzieren. Die Höhe der Kraft ist gegeben durch diese zwei Formeln:

E=Kraft mal Weg (die aufzuwendende mech. Arbeit)
E=Spannung mal Strom (die abgegebene el. Arbeit)

Ist die Spule offen, dann ist der Strom Null und damit auch die Kraft (theoretisch). In der Praxis hast Du aber interne Verluste in der Spule, sodass eine winzige Kraft trotzdem aufzubringen ist.
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Raven



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BeitragVerfasst am: Mo Aug 20, 2007 5:36 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Danke uli.paul,

genau das wollte ich auch ausdrücken. Surprised
Viel besser kann man es nicht machen.

Also ich hab da nichts mehr hinzuzufügen. Very Happy

mgf Raven
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challenger159



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BeitragVerfasst am: Fr Aug 24, 2007 3:04 am    Titel: Antworten mit Zitat

Das heisst also, jegliche induktiv gewonnene Energie wird durch die Lorentzsche Kraft kompensiert? Wär ja auch zu schön gewesen, wenn dem nicht so wäre. <Surprised)

Trotzdem hab ich noch eine Frage bezgl. Magnetismus:

Wenn ich um nen Permanentmagneten eine Spule wickle und mittels einer Ladung das Magnetfeld quasi umkehre, oder zumindest neutralisiere, ist die dazu benötigte Energie proportional zur Feldstärke/-grösse des P.Magneten?
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uli.paul



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BeitragVerfasst am: Mi Aug 29, 2007 12:14 am    Titel: Antworten mit Zitat

Bei der Induktion geht es nur um die Änderung des Flusses. Damit ist es egal, ob der Kern ein Dauermagnet ist oder nur Luft. Ein Dauerfeld ändert nichts am Ergebnis.
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Ambassador



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BeitragVerfasst am: Mi Aug 29, 2007 4:37 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Wenn ich um nen Permanentmagneten eine Spule wickle und mittels einer Ladung das Magnetfeld quasi umkehre, oder zumindest neutralisiere, ist die dazu benötigte Energie proportional zur Feldstärke/-grösse des P.Magneten?

Stell Dir einen idealen LC vor (ohne Verluste), in dessen Spule Du den Permanentmagneten steckst. Sobald der Schwingkreis einmal schwingt, kannst Du das M-Feld hundertmal, tausendmal ändern, ohne dass es Dich irgendeine weitere Energie kostet.
Nicht die Änderung des M-Feldes kostet Energie!
Energie kostet es dann, wenn die Sekundärseite aufgrund der induzierten Spannung und des damit verbundenen induzierten Stromes ein M-Feld aufbaut, dessen Feldlinien genau gegen das induzierende primäre M-Feld gerichtet sind, denn damit verringert sich die Induktivität der Primärspule, damit deren induktiver Widerstand, und somit fliesst vermehrt Strom durch die Primärspule.
Anders sieht es bei nicht so schön symetrischen Aufbauten aus. Ich hatte bereits erläutert, wie man eine Induktion ebenso mittels M-Feld-Modulation erreichen kann, und dann sieht das mit der Energiebilanz schon etwas anders aus.

Aaron
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uli.paul



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BeitragVerfasst am: Do Aug 30, 2007 3:11 am    Titel: Antworten mit Zitat

Die Änderung des M-Feldes - und nur diese ist es - die eine Induktion hervorruft. Dabei ist es unerheblich von welchem Wert auf welchen Wert sich die Induktion verändert - vorausgesetzt, sie bleibt im linearen Bereich des Kernmaterials.

Und Hystereverluste sind echte Verluste, also die, die nur in Wärme umgewandelt werden.

Und auf Blah-Bah reagiere ich nicht. (Wird wohl oder übel meine neue Signatur werden.)
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uli.paul



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BeitragVerfasst am: Do Aug 30, 2007 3:12 am    Titel: Antworten mit Zitat

Die Änderung des M-Feldes - und nur diese ist es - die eine Induktion hervorruft. Dabei ist es unerheblich von welchem Wert auf welchen Wert sich die Induktion verändert - vorausgesetzt, sie bleibt im linearen Bereich des Kernmaterials.

Und Hystereverluste sind echte Verluste, also die, die nur in Wärme umgewandelt werden.

Und auf Blah-Bah reagiere ich nicht. (Wird wohl oder übel meine neue Signatur werden.)
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BeitragVerfasst am: Do Aug 30, 2007 7:08 am    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, mach das zur Signatur. Alles wird besser passen als die, die Du zur Zeit verwendets.
Zitat:
Die Änderung des M-Feldes - und nur diese ist es - die eine Induktion hervorruft. Dabei ist es unerheblich von welchem Wert auf welchen Wert sich die Induktion verändert - vorausgesetzt, sie bleibt im linearen Bereich des Kernmaterials.

Die Änderung des M-Feldes in/an/bei der SEKUNDÄRSPULE ruft die Induktion hervor. Typischerweise wird das gemacht, indem man mittels PRIMÄRSPULE ein Wechselfeld erzeugt, wobei die Feldlinien beider Spulen PARALLEL liegen!
Und auch, wenn das zu 99,99% so gemacht wird, ist es nur EINE Möglichkeit von Vielen! Die Modulation eines bestehenden M-Feldes oder simpel und einfach das Umlenken der Feldlinien eines BESTEHENDEN Feldes ruft eine Induktion in der SEKUNDÄRSPULE hervor, welche kaum oder garnicht in Wechselwirkung mit der PRIMÄRSPULE (sofern überhaupt vorhanden) treten KANN, und damit KANN auch der Energieverbrauch primärseitig bei sekundärer Belastung nicht proportional zum Verbrauch auf der Sekundärseite steigen!

Aaron
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uli.paul



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BeitragVerfasst am: Fr Aug 31, 2007 4:21 am    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, den Schwachsinn kann ich so nicht stehen lassen!

"Die Änderung des M-Feldes in/an/bei der SEKUNDÄRSPULE ruft die Induktion hervor."

Absolutes Unverständnis der Induktion! Denn sie bewirkt u.a. - und das ist wichtig! - eine Abbremsung des Stromes in der Primärspule, denn sonst gälte das Gesetz di/dt=V/L ja nicht mehr.

Jede Magnetfeldänderung im Kern wirkt sich gleichermaßen auf die Primär- wie auch die Sekundärspule aus. Ansonsten würden die gültigen Gesetze nicht mehr gelten.
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Ambassador



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BeitragVerfasst am: Fr Aug 31, 2007 7:16 am    Titel: Antworten mit Zitat

Ah...Meister Schwachsinn.
Du hast Dich inzwischen oft genug selber reingeritten.
Ich hatte Anfangs wirklich gedacht, Du bist ein fachlich kompetenter, egogesteuerter Rechthaber. Aber Du zeigst mehr und mehr Deine Inkompetenz.
Zitat:
Absolutes Unverständnis der Induktion!

Sicher...dummerweise bei DIR, dem grossen Ingenieur.
Zitat:
Denn sie bewirkt u.a. - und das ist wichtig! - eine Abbremsung des Stromes in der Primärspule, denn sonst gälte das Gesetz di/dt=V/L ja nicht mehr.

BBBBUUULLLLSSSHHHHIIITTTTT!!!!!!
Ein Abbremsen des Stromes in der Primärspule???
Das ist wohl der dümmste fachliche Beitrag, den Du je hier geleistet hast, dümmer als der Krempel mit der Blindleistung.
Die Stromaufnahme der Primärspule STEIGT bei zugeführter sekundärer Last!!!
Stell Dir vor, dass ist der Grund dafür, warum man MEHR LEISTUNG ZUFÜHREN MUSS, WENN MAN EIN TRAFO SEKUNDÄRSEITIG BELASTET!

Die Sekundärspule erzeugt bei Last ein M-Feld, welches GEGEN das Primärfeld gerichtet ist und welches das Ausrichten der Elementarmagneten im Spulenkern entsprechend dem Primärfeld BEHINDERT, was einen scheinbaren Rückgang der magnetischen Permeabilität des Spulenkerns zur Folge hat und damit den induktiven Widerstand der Primärspule SENKT!
Also wenn ich eins an Dir mag, dann ist es Deine "grosse Vorliebe für Details".
Aber...man oh man...worüber reden wir denn hier?
Du gibst Deinen Senf dazu bei OU Transformation?
Bei Ferroresonanz?
Du willst diskutieren über komplexe Rechengrössen, und weisst nichtmal, wie ein einfaches Trafo funktioniert?
Vielleicht hättest Du Deinen Irrtum bemerkt, wenn Du mal eine Sekunde darüber nachgedacht hättest, aber das kannst Du nicht, denn Dein Ego macht Dich blind vor Wut, sobald irgendjemand irgendetwas besser erklären kann als Du, und vor allem, wenn ich etwas poste.

Aaron
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uli.paul



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BeitragVerfasst am: Mo Sep 03, 2007 3:55 am    Titel: Antworten mit Zitat

@ Ambassador: Wieso schreist du so? Die physikalischen Gesetze sind doch eindeutig - oder hast Du eine Ausnahme entdeckt? Dann schildere sie uns.

Bis dahin gilt immer noch eines: Die induzierte Spannung ist von der Änderung des Magnetfeldes bestimmt, das eine Spule durchfließt. Komm jetzt nicht mit Schwachsinnigkeiten! Jeder weiß, was die Formulierung "eine Spule durchfließt" heißt. Nämlich die Feldlinien, die durch die Spulenfläche treten.

Und wenn Du magnetische Feldlinien ablenkst, dann haben die auch keine Wirkung auf diese Spule mehr (primär, sekundär oder sonstwie).

Ich habe aus Diskretion Deine unflätige Äußerung davor weggelassen:

"Ein Abbremsen des Stromes in der Primärspule???
Das ist wohl der dümmste fachliche Beitrag, den Du je hier geleistet hast, dümmer als der Krempel mit der Blindleistung.
Die Stromaufnahme der Primärspule STEIGT bei zugeführter sekundärer Last!!!
Stell Dir vor, dass ist der Grund dafür, warum man MEHR LEISTUNG ZUFÜHREN MUSS, WENN MAN EIN TRAFO SEKUNDÄRSEITIG BELASTET!"

Ja, ja; so geht es, wenn man blind ist und nur querliest (und vor allem von der Physik keine Ahnung hat):

Natürlich steigt der Strom in der Primärspule an, weil die induzierte Spannung geringer wird - das hast Du schön selbst beschrieben. Bloß eines hast Du nicht kapiert: dass das aufgrund der Stromaufnahme auf der Sekundärseite erfolgt. Und genau nach den Mechanismen, die ich (und - lächerlicherweise auch Du) schon geschildert haben: Verminderung des Magnetflusses in der Primärspule und damit eine Reduzierung des wirksamen L - und damit ein höherer Strom. Also nichts, was ich nicht schon vorher - vielleicht in anderen Worten - erklärt habe.

Und zum Thema "Blamage wg. Blindenergie" würde ich an Deiner Stelle besser den Schwanz einziehen. Wir haben in dem Forum die gelbe Karte bekommen - alle beide! Ich akzeptiere die Entscheidung von Harald (HC) und habe das auch geposted.
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