Wenn man ein Leiterrähmchen innerhalb eines Magnetfeldes bewegt, wird dann Spannung induziert?
Das Magnetfeld ist in die Zeichenebene hinein gerichtet. Die Bewegungsrichtung des Rähmchens ist nach unten (wie hier).
Die wirksame Leiterfläche ändert sich nicht. Es gilt das Induktionsgesetz Uind=nΔAB/Δt=ΔAB/Δt (da n=1). Da weder das B-Feld noch die vom Magnetfeld durchsetzte Fläche ändert, ist Uind=0!!!
JETZT KOMMT DIE FRAGE: Stellt euch aber vor, das eine (nur das eine) waagrechte Leiterteil (hier unten; LEITERRÄHMCHEN SOLL GANZ IM MAGNETFELD SEIN, unten nur Anschauung) ist beim Spannungsmessgerät etwas länger. Schlussendlich ist die wirksame Fläche gleich so groß. Aber es wird doch trotzdem eine Spannung induziert (Stellt euch das mit Lorentzkräften vor!).
Damit ist das Induktionsgesetz mir ΔΦ falsch, weil das ein Beispiel ist, dass es widerlegt. Seit wann hat eine FLÄCHE mit Spannung zu tun?! Die Lorentzkräfte auf der LEITERLÄNGE ist doch das wesentliche?!
Wo ist der Fehler? BITTE HELFT, ich verteile garantiert den STERN!!! :)
4 Antworten
Ich verstehe leider deine Beschreibung nicht ganz... Wenn sich der Rahmen von oben nach unten bewegt, tritt er doch in Kontakt mit dem Magnetfeld- und es ändert sich die durchströmte Fläche? In dem Fall wirkt die Lorentz-Kraft in dem unteren horizontalen Leiterteil. Wenn der Rahmen ganz eingetreten ist, wirkt im oberen waagerechten Leiterteil die gleiche Lorentzkraft - nur in entgegengesetzte Richtung aus Sicht des Messgerätes, sodass sich die Wirkungen wieder aufheben.
Wenn du einen geschlossenen Stromkreis annimmst, kann es kein "längeres Stück" geben... Ein längerer Draht wäre irgendwie verbogen, aber wirksam sind ja (bei der Bewegung nach unten) nur die horizontalen Anteile und die bleiben gleich.
Ansonsten: Herzlichen Glückwunsch, du hättest die Grundlage für ein Perpetuum mobile gefunden - und evtl. die Maxwell-Gleichungen/Lorentztransformation widerlegt. ;)
Das mit dem längeren Stück siehst du bei meiner Antwort. Weißt du jetzt was ich meine?
Bei diesem Leiterrahmen drängt sich mir der Begriff des Käfigläufermotors auf, da dieser ja nichts weiter als ein Leiterrahmen aus Kupfer ist. Diese Motoren spielen eine sehr große Rolle bei allen modernen Arten von Elektroantrieben mit größerer Leistung, von der Elok bis zum E-Auto. Da diese sehr effizient und wartungsarm sind eine echte Zukunftstechnologie, zu der es im übrigen einen Berg an Fachliteratur gibt.
Es wird nur eine Spannung induziert wenn sich die Fläche oder das Magnetfeld ändert. Wenn die Leiterschleife also ganz im Magnetfeld ist, wird keine Spannung induziert, solange das Magnetfeld konstant bleibt
Ja, aber stell dir halt vor, der waagrechte Leiterteil beim Spannungsleiter ist länger als der untere Leiterteil beim Messgerät. In dem Teil, wo er dann länger ist, werden mehr Elektronen nach links verschoben. --> Induktionsspannung, während dem Bewegen IM MAGNETFELD!!! (B=konst. und A=konst. (Oder?))
Hier wird es hoffentlich anschaulicher (der obere Teil ist länger, da werden mehr e- nach links verschoben (Lorentzkraft) und somit muss es eine Spannung geben, weil oben mehr Elektronen sind als unten am Voltmeter.
Ja, du hast (teilweise) Recht. Wenn du den Leiter bewegst, wirkt auf diesem Stückchen (was länger ist) die Lorentzkraft, es kommt zur Ladungstrennung und einer Spannung...
Da sich die Kräfte in der Leiterschleife aufheben, könntest du als Ersatz einfach ein Draht entsprechender Länge im Magnetfeld bewegen... Aber: Du hast keinen geschlossenen Stromkreis. In dem Moment, wo du dein Messinstrument/Verbraucher irgendwo anschließt, entsteht (durch Anschlussdrähte und Messinstrument) eine "neue Leiterschleife", bzw. andere geometrische Anordnung... und dort wird das Messkabel den Bereich ausgleichen (wenn auf gleicher Seite), oder du hast eine Induktionsspannung, weil sich der magnetische Fluss in der Leiterschleife zum Instrument beim bewegen ändert.