Stromdurchflossener Leiter < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Gegeben sind zwei unendlich lange, gerade und parallel verlaufende Leiter (Leiter 1 und Leiter 2) mit dem Radius 10,5 mm. Beide werden von einem Strom I in angegebener Richtung durchflossen (X und O). Die Stromdichte (S = 100 [mm] kA/m^{2}) [/mm] sei überall im Leiter homogen. Der Abstand der Leiter zueinander ist 1 m.
a) Wie hoch ist der Strom I im Leiter 1?
b) Wie hoch ist die vom Leiter 1 verursachte magnetische Feldstärke H auf der Oberfläche von Leiter 1? (Im Abstand r vom Ursprung)
c) Berechnen Sie die von Leiter 1 im Mittelpunkt von Leiter 2 verursachte magnetische Feldstärke (r = 1m)
d) Skizzieren Sie den Verlauf der magnetischen Feldstärke des Leiters 1 in x-Richtung. Kennzeichnen Sie den Punkt der maximalen Feldstärke und den Punkt im Abstand 1 m.
e) Wie hoch ist die von Leiter 1 verursachte magnetische Induktion B am Ort von Leiter 2, wenn die magnetische Feldstärke H = 111,3 A/m ist? (In Luft gilt: [mm] \mu_{rLuft} [/mm] = 1)
f) Berechnen Sie die Kraft auf ein 1 m langes Stück des Leiters 2 unter der Annahme, dass die vom Leiter 1 verursachte magnetische Flussdichte am Ort von Leiter 2 200 [mm] \mu{}T [/mm] beträgt.
g) Ziehen sich die beiden Leiter an oder stoßen sie sich ab? Begründen Sie Ihre Antwort mit den Pfeilrichtungen der Kraftvektoren (Rechte-Hand-Regel)! |
Hallo zusammen.
Die Aufgabe wurde komplett gelöst, es wäre nur nett, wenn sich ihr jemand annehmen könnte um sie auf Korrektheit zu überprüfen.
Hier zunächst die Skizze der Aufgabenstellung
[Dateianhang nicht öffentlich]
a)
[mm]I = S \cdot A = 100 \bruch{kA}{m^{2}} \cdot 0,000346 m^{2} = 34,6 A[/mm]
b)
[mm]H = \bruch{I}{2\pi{}r} = \bruch{34,6 A}{2\pi \cdot 0,0105 m} = 524,45 \bruch{A}{m}[/mm]
c)
[mm]H = \bruch{I}{2\pi{}r} = \bruch{34,6 A}{2\pi \cdot 1m} = 5,51 \bruch{A}{m}[/mm]
d)
[Dateianhang nicht öffentlich]
e)
[mm]B = \mu \cdot H = \mu_{0} \cdot \mu_{r} \cdot H = 4\pi \cdot 10^{-7} \bruch{Vs}{Am} \cdot 1 \cdot 111,3 \bruch{A}{m} = 139,86 \cdot 10^{-6} \bruch{Vs}{m^{2}} = 139,86 \mu{}T[/mm]
f)
[mm]F = I \cdot l \cdot B = 34,6 A \cdot 1m \cdot 200 \cdot 10^{-6} T = 6,92mN[/mm]
g)
Die Argumentation per Rechte-Hand-Regel ist, dass die magnetischen Feldlinien bei entgegengesetzter Stromdurchlussrichtung auch gegenläufig orientiert sind, also stoßen sich die beiden Leiter ab.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 2 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 3 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 18:13 Mi 06.02.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo schneidross,
das sieht alles prima aus und verrechnet hast Du Dich auch nirgends.
Viele Grüße,
Infinit
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 20:15 Mi 06.02.2013 | | Autor: | GvC |
> Hallo schneidross,
> das sieht alles prima aus und verrechnet hast Du Dich auch
> nirgends.
> Viele Grüße,
> Infinit
>
... mit Ausnahme der Tatsache, dass der die Stelle x=0 als Punkt der maximalen Feldstärke gekennzeichnet hat. Das kann ein Flüchtigkeitsfehler sein, könnte aber auch vermuten lassen, dass schneidross den Durchflutungssatz noch nicht richtig verinnerlicht hat.
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