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| Aufgabe | Die Länge einer Spule kann man wie bei einer Zieharmonika ändern.Sie hat 40 Windungen u. ist 30 cm lang.
a) Welche Stromstärke erzeugt in ihrer Längsrichtung ein Feld der Stärke 0,02mT ?
b) Wie stellt sich eine Magnetnadel ein,wenn die Spule senkrecht zur Komponente BH=0,02mT des Erdfeldes liegt?
c) Wie ändert sich die magnetische Flussdichte, wenn man die Spule auf 20 cm zusammendrückt ?
Welchen Winkel gegen die Spulenahcse nimmt die Nadel nun ein? Bei welchem Strom ist jetzt B=0,02mT ? |
Mein Lösungsvorschlag:
zu a)
B = 0,02mT = 0,00002 T
n = 40
l = 30 cm = 0,3 m
B = mü 0 *n * I / l
Da die Spule mit Luft gefüllt ist fällt mü 0 aus da der Wert für Luft gleich 1 ist.
=> B = n * I /l
nach I auflösen:
I = B *l / n
I = 0,00002 T * 0,3 m / 40
I = 0,00000015 A
I = 0,15 mikroAmpére
b)
B = 0,02mT = 0,00002T
n = 40
l= 0,3 m
F= B * I * s
F= 0,00002T* 0,00000015A*0,3m
F= 0,09 n N
Die Magnetnadel könnte sich vielleicht waagerecht ausrichten, denn laut der Drei-Finger-Regel ( linke Hand) wirken die Elektronen waagrecht, wenn die Kraft senkrecht wirkt. ???
c)
I = B*l/n
I = 0,00002T*0,2 m/ 40
I = 0,0000001 A
I= 0,1 mikro A
F = B*I*s
F= 0,00002T * 0,0000001A*0,2m
F = 0,0000000000004 N
F = 0,4 pN
Allerdings bin ich mir nicht sicher,ob die Formel B = mü0 * n * I/ l die richtige ist.
Oder müsste ich mit B = c * n* I / l rechnen ?
c ist bei uns die magnetische Feldkonstante c = 1,256 * 10 ^-6
??
Ich würde mich über eine Beantwortung der Frage sehr freuen.
Ich habe diese Frage in keinem anderen Forum gestellt.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 15:56 So 02.04.2006 | | Autor: | Herby |
Hallo Natascha,
> Die Länge einer Spule kann man wie bei einer Zieharmonika
> ändern.Sie hat 40 Windungen u. ist 30 cm lang.
> a) Welche Stromstärke erzeugt in ihrer Längsrichtung ein
> Feld der Stärke 0,02mT ?
> Mein Lösungsvorschlag:
> zu a)
> B = 0,02mT = 0,00002 T
in Physik ist es ratsam sich das hier anzugewöhnen: [mm] 1cm=1*10^{-2}m [/mm] und [mm] 1mm=1*10^{-3}m [/mm] dementsprechend ist [mm] 0,02mT=0,02*10^{-3}T
[/mm]
außerdem ist [mm] 1T=1*\bruch{Vs}{m²} [/mm] ---> das brauchen wir später noch 
> n = 40
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]")
> l = 30 cm = 0,3 m
oder halt [mm] l=3*10^{-2}m [/mm]
>
> B = mü 0 *n * I / l
> Da die Spule mit Luft gefüllt ist fällt mü 0 aus da der
> Wert für Luft gleich 1 ist.
![[notok]](/images/smileys/notok.gif "[notok]")
[mm] \mu_{0} [/mm] ist immer [mm] 4*\pi*10^{-7}*\bruch{Vs}{Am}
[/mm]
was du meinst, ist [mm] \mu_{r}=1 [/mm] für Luft (besser: Vakuum)
Es handelt sich hierbei um die sogenannte ![[]](/images/popup.gif) Permeabilitätszahl
>
> => B = n * I /l
setzen wir hier mal die Einheiten ein, dann bekommen wir:
[mm] \bruch{Vs}{m²}=\bruch{1*A}{m} [/mm] das stimmt wohl nicht so ganz 
Lösungsweg:
[mm] l=3*10^{-2}m [/mm] ; [mm] B=0,02*10^{-3}*\bruch{Vs}{m²} [/mm] ; $n=40 $
Zwei, dir sicher bekannte Formeln lauten: [mm] \emptyset=n*I [/mm] und [mm] H=\bruch{ \emptyset}{l}
[/mm]
Ich habe hier [mm] \emptyset=Teta [/mm] gesetzt, da ich das richtige Zeichen nicht hinkrieg' (man möge mir verzeihen)
Damit haben wir schon alles, was wir brauchen: denn [mm] B=\mu_{0}*H
[/mm]
bau' dir das mal zusammen und löse dann nach I auf.
Aufgabe c funktioniert genauso
Liebe Grüße
Herby
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 16:55 So 02.04.2006 | | Autor: | leduart |
Hallo parodie17
Sei so nett zu uns, wie wirs mit dir versuchen, begrüss uns und verabschied dich bitte!
> b)
> B = 0,02mT = 0,00002T
> n = 40
> l= 0,3 m
>
> F= B * I * s
> F= 0,00002T* 0,00000015A*0,3m
> F= 0,09 n N
Es wird nach der Kraft auf ne Magnetnadel gefragt,, nicht auf einn stromdurchfl. Leiter. Ausserdem ist (das falsche) I der Strom, der B erzeugt, nicht der auf den B wirkt.
Aber das Erdmagnetfeld ist gleich dem der Spule, also sind die Beiden Kräfte auf die Nadel gleich groß und senkrecht zueinander, vektorielladdiert ziehen sie die Nadel also in 45° Richtung (zur Spulenachse, bzw. zum Erdfeld. Mit dem anderen B dann entsprechend anderer Winkel!
> Die Magnetnadel könnte sich vielleicht waagerecht
> ausrichten, denn laut der Drei-Finger-Regel ( linke Hand)
> wirken die Elektronen waagrecht, wenn die Kraft senkrecht
> wirkt. ???
Elektronen wirken NICHT , schon gar nicht waagerecht! Die Kraft im Magnetfeld die auf BEWEGTE Elektronen wirk ist senkrecht zur Bewegungsrichtg. der El.! (aber hier ohne Bedeutung, siehe oben!
Gruss leduart
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(Antwort) fertig | | Datum: | 23:15 So 02.04.2006 | | Autor: | leduart |
Hallo Herby
b) Wie stellt sich eine Magnetnadel ein,wenn die Spule senkrecht zur Komponente BH=0,02mT des Erdfeldes liegt?
Unter die Spule steht senkrecht, stell ich mir vor die Spulenachse liegt senkrecht. damit liegt das Magnetfeld der Spule senkrecht zur Horizontalkomponente BH des Erdmagnetfeldes, die 2 Felder stehen also senkrecht zueinander. (Die Vertikalkomp. des Erdmagnetfeldes tut der Nadel ja nichts) Man kann also einfach die 2 Feldstärken vektoriell addieren, (Ne Skizze zu 2 senkrecht stehenden gleichen Vektoren macht mir zu viel Arbeit) Der resultierende Vektor steht unter 45° dazu, und eine Magnetnadel richtet sich immer in Richtung von B aus. Sind die 2 Feldstärken verschieden, so ist der Winkel dann durch [mm] tan\phi [/mm] =B1/B2 bestimmt.
(Soweit ich weiss, wurden durch diese Winkelmessungen historisch Magntfelder von Spulen miteinander verglichen, indem man sie jeweils mit dem Erdmagnetfeld verglich.
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 15:19 Di 04.04.2006 | | Autor: | parodie17 |
Hallo zusammen
Ich weiß nicht, ob ich mich hier im Forum bedanken darf, aber ich habe nich sehr über Eure schnelle Hilfe gefreut.
Viiielen Dank
Natascha
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 15:25 Di 04.04.2006 | | Autor: | Loddar |
Hallo Natascha!
> Ich weiß nicht, ob ich mich hier im Forum bedanken darf,
Selbstverständlich "darfst" Du das ... im Gegenteil: das freut die Helfer hier auch und ist ja deren "Lohn"!
Gruß
Loddar
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