Magnet
Frage: Magnet(11 Antworten)
Hallo ich brauche hilfe bei einer Aufgabe. In der Skizze ist ein Querschnitt durch drei dünne parallele Leiter abgebildet. Die Mittelpunkte der Querschnittsflächen bilden die Ecken eines gleichseitigen Dreiecks. Die Leiter 1 und 2 mit den Strömen I1 und I2 sind unendlich lang. Der Leiter 3 mit dem Strom I3 hat die Länge l = 1m. Welche Kraft ~F wird auf den Leiter 3 ausgeübt? I1 ist gegeben mit I= 10A I2 = 10 A I3 ist von den beiden Punkten 3cm entfernt und wird von beiden punkten I1 und I2 mit einer Kraft gedrückt. Kann mir jemand helfen bitte. |
| Frage von Gerryb (ehem. Mitglied) | am 06.09.2011 - 19:14 |
| Antwort von v_love | 06.09.2011 - 19:18 |
am |
| Antwort von Gerryb (ehem. Mitglied) | 06.09.2011 - 19:50 |
Es ist einfach ein gleichseitiges dreieck . Auf der linken seite ist der Punkt I1 . Auf der rechten Seite I2. Und oben dann ein Punkt I3 |
| Antwort von v_love | 06.09.2011 - 19:55 |
erst bestimmst du das magnetfeld an den stellen des dritten leiters mit dem amperschen gesetz: der betrag des B-feldes vom 1 bzw. 2 leiter verursacht ist B=µ0*I/(2pi*r), r ist der abstand zwischen 1/2 leiter zum dritten. die richtung ist durch die rechte-hand-regel gegeben. nach dem superpositionsgesetz addieren sich die einzelnen feldstärken zur gasamtfeldstärke auf (natürlich solltest du die vektoren addieren und nicht die beträge; die vektoren sind nicht parallel) dann bestimmst du über F=I3*l*B(ges) den betrag der kraft (B(ges) ist der betrag der gesamtfeldstärke), und mit der rechten hand-regel die richtung der kraft. |
| Antwort von Gerryb (ehem. Mitglied) | 07.09.2011 - 00:04 |
Ich poste dir mal meinen ansatz . F= (u * I1 * I3 *l)/(2pi*p1) + (u * I2 * I3 *l)/(2pi*p2) Weiter weiß ich nicht wie ich vorgehen soll. |
| Antwort von v_love | 07.09.2011 - 00:14 |
vielleicht liest du dir noch mal meinen beitrag durch. da steht u.a., dass du die beträge der feldstärken nicht einfach (zum gesamtbetrag) addieren kannst. stattdessen schaust du dir an in welche richtung die kräfte wirken (schreibst also die kraft in der form F=Fx*e(x)+F(y)*e(y), wo {e(x),e(y)} kan. basis im R²), dann kannst du addieren und den betrag bestimmen. |
| Antwort von Gerryb (ehem. Mitglied) | 07.09.2011 - 00:19 |
Die richtung der Kraft ist ja dort wo der punkt I3 ist . |
| Antwort von v_love | 07.09.2011 - 00:22 |
damit hast du keine richtung angegeben. |
| Antwort von Gerryb (ehem. Mitglied) | 07.09.2011 - 00:51 |
Wie mache ich das dann richtig? |
| Antwort von v_love | 07.09.2011 - 00:58 |
denk an die rechte hand regel, damit bekommst du sofort die richtung der B-felder (und auch der kraft) |
| Antwort von Gerryb (ehem. Mitglied) | 07.09.2011 - 02:01 |
Wie funktioniert die rechte hand regel? |
| Antwort von v_love | 07.09.2011 - 11:57 |
du kennst die rechte hand-regel nicht? daumen zeigt in richtung j, die gekrümmten finger geben dann die richtung des B-feldes an. ich gehe mal davon aus, das du schon etwas fortgeschritten bist. dann kannst du das natürlich von anfang an in vektorieller form schreiben: B1=µ0*I/(2pi*(x²+y²)^(1/2))*e(phi), wo e(phi)=-sin(phi)*e(x)+cos(phi)*e(y) und B2=µ0*I/(2pi*((x-d)²+y²)^(1/2))*e(phi) dabei definiert mir die strecke von leiter 1 zu 2 die x-achse, die z-achse zeigt in richtung der leiter. leiter 1 soll durch den ursprung des BS verlaufen. phi ist beim ersten der winkel zwischen einem vektor r=x*e(x)+y*e(y) und x-achse beim zweiten zwischen zwischen dem um b richtung pos x-achse verschobenem r und x-achse insofern ist beim ersten phi=60° zu nehmen, beim zweiten 120°. hast dann also: B1=µ0*I/(2pi*(x²+y²)^(1/2))(-3^(1/2)e(x)+e(y)/2), B2=µ0*I/(2pi*((x-d)²+y²)^(1/2))*(-3^(1/2)*e(x)-e(y)/2). das kannst du nun addieren. (insbesondere solltest du sehen, dass die y-komponente wegfällt. die kraft zeigt also richtung y-achse. das ergibt sich auch aus der symmetrie des problems.) |