Energie des Magnetfeldes < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hallo @all :)
Ich komme bei den Folgenden zwei Aufgaben einfach nicht richtig klar. Wie im Titel erwähnt geht es um energie in Magnetfeldern. Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
1)
a.) Welche magnetische Energie hat das Magnetfeld einer Spule mit der Induktivität L = 4H bei I = 3A?
//Ich denke das ist noch relativ einfach, da es einfach über die Formel W = 1/2 L * [mm] I^{2} [/mm] geht.
b.) Wie viel Energie wird frei, wenn die Stromstärke
- auf die Hälfte
- auf null absinkt?
Wie hoch kann mit ihr ein 50g Stück max gehoben werden.
c.) Wie oft müsste man das Feld abbauen, um mit dieser Energie die Temperatur von 1kg Wasser um 1K zu erhöhen [mm] (c_{w} [/mm] = 4,2 J [mm] g^{-1} K^{-1})
[/mm]
Bei b & c komme ich noch nicht einmal zu einem Ansatz.
2.)
a.) Wie groß ist die Induktivität L einer 1m langen, eisenfreien Spule mit 100 Windungen und [mm] 50cm^{2} [/mm] Querschnitt? Welche Magnetische Energie ist in ihr bei 10A gespeichert.
// Die zweite Frage kann man so beantworten, wie bei 1.), wenn man den ersten Teil heraushat.
Ist die Formel für den ersten Teil:
L = [mm] \bruch{ \mu_{0} * n^{2} * A}{l}
[/mm]
mit n = Windungszahl und l = Länge
b.) Mit dieser Energie lädt man einen Kondensator mit der Kapazität 0,1 [mm] \mu [/mm] F auf. Welche Spannung bekommt er?
//Energie = 1/2 * C * [mm] U^{2} [/mm] .. stimmt das.. also anschließend nach U umstellen..!?
c.) Wie groß ist im homogenen Spulenfeld die Energiedichte?
// dichte = [mm] B^{2}/ [/mm] (2 [mm] \mu_{0} [/mm] ??
Danke schon mal im Vorraus...
Patrick
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 15:27 Mi 07.12.2005 | | Autor: | Lolli |
> Hallo @all :)
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> Ich komme bei den Folgenden zwei Aufgaben einfach nicht
> richtig klar. Wie im Titel erwähnt geht es um energie in
> Magnetfeldern. Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
>
> 1)
> a.) Welche magnetische Energie hat das Magnetfeld einer
> Spule mit der Induktivität L = 4H bei I = 3A?
>
>
> //Ich denke das ist noch relativ einfach, da es einfach
> über die Formel W = 1/2 L * [mm]I^{2}[/mm] geht.
>
> b.) Wie viel Energie wird frei, wenn die Stromstärke
> - auf die Hälfte
> - auf null absinkt?
wie bei a.)
> Wie hoch kann mit ihr ein 50g Stück max gehoben werden.
über [mm] E_{pot}= [/mm] m*g*h wobei [mm] E_{pot} [/mm] = [mm] E_{Magnetfeld}
[/mm]
> c.) Wie oft müsste man das Feld abbauen, um mit dieser
> Energie die Temperatur von 1kg Wasser um 1K zu erhöhen
> [mm](c_{w}[/mm] = 4,2 J [mm]g^{-1} K^{-1})[/mm]
Energie fürs Erwärmen --> Q= [mm] c*m*\Delta [/mm] T [mm] (\Delta [/mm] t = 1K)
[mm] Q=E_{Magnetfeld} [/mm] --> Gleichung nach I umstellen (wahrscheinlich verhältnis zu Ausgangs I=3A angeben)
> 2.)
> a.) Wie groß ist die Induktivität L einer 1m langen,
> eisenfreien Spule mit 100 Windungen und [mm]50cm^{2}[/mm]
> Querschnitt? Welche Magnetische Energie ist in ihr bei 10A
> gespeichert.
>
>
> // Die zweite Frage kann man so beantworten, wie bei 1.),
> wenn man den ersten Teil heraushat.
> Ist die Formel für den ersten Teil:
> L = [mm]\bruch{ \mu_{0} * n^{2} * A}{l}[/mm]
> mit n = Windungszahl
> und l = Länge
>
>
> b.) Mit dieser Energie lädt man einen Kondensator mit der
> Kapazität 0,1 [mm]\mu[/mm] F auf. Welche Spannung bekommt er?
>
>
> //Energie = 1/2 * C * [mm]U^{2}[/mm] .. stimmt das.. also
> anschließend nach U umstellen..!?
richtig
> c.) Wie groß ist im homogenen Spulenfeld die
> Energiedichte?
>
>
> // dichte = [mm]B^{2}/[/mm] (2 [mm]\mu_{0}[/mm] ??
>
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>
> Danke schon mal im Vorraus...
> Patrick
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(Antwort) fertig | | Datum: | 00:37 Do 08.12.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo
Bei der Energiedichte ist hier wahrscheinlich nicht an die allgemeine Formel gedacht, sondern speziell hier W/V mit V=l*A. die allg. Formel solte dasselbe bringen.
Gruss leduart
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