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IAIAIA
Gast
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 IAIAIA Verfasst am: 13. Jun 2009 10:06 Titel: Wechselstrom-Magnetfeld-Spule |
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Hallo,
bei folgender Aufgabe verstehe ich die Vorgehensweise des Studenten nicht do recht:
Ein Student versucht mit Hilfe einer Spule die genaue Position der Stromleitungen in
seiner Wohnung herauszufinden. Die Netzspannung sei U (t) = U0 sin(2p f t) mit U0 =325V und f = 50Hz. Um ein Magnetfeld zu erzeugen, schließt der Student einen ohmschen Verbraucher mit dem Widerstand R=25W an die spannungsführende Leitung einer Steckdose und den Nullleiter einer anderen an.
(a) Warum macht er das?
(b) Wie groß ist die erzeugte magnetische Flussdichte in einem Abstand von 3cm von
der Wand, wenn die Stromleitung 2cm tief in der Wand liegt?
(c) Die Spule mit einem Radius r1 = 0;5cm wird mit einem Abstand ihrer Achse von
3cm zur Wand entlang der Stromleitung geführt. Wie viele Windungen muß die
Spule haben, damit die in ihr induzierte Spannung eine Amplitude von 0;1mV hat
und wie sollte die Spulenachse dabei orientiert werden? (Das Magnetfeld sei inner-
halb der Spule annähernd homogen.)
Meine Fragen/Ansätze:
Ist die Spule an eine Spannungs/Stromquelle angeschlossen? Wenn ja, Wechsel- oder Gleich-...?
Ich dachte eher, dass die Spule an keine Spannungs/Stromquelle angeschlossen ist. In der a) würde ich sagen, der Student schließt den Verbraucher an, damit überhaupt ein Stromfluss durch die Leitungen stattfindet, sodass sich um die Leitungen ein Magnetfeld aufbaut. Dieses möchte er dann mit der Spule messbar machen; dieses ständig wechselnde Magnetfeld induziert dann in der Spule eine Spannung (da Flussänderung nicht 0), welche der Student misst. Ist die so gemessene Spannung maximal, so weiß er, dass am Fußpkt des Lots auf die Wand (bzw. zwei cm darunter) ein Stromkabel liegt.
Ist meine Interpretation richtig? (tut mir Leid, dass das so viel Text geworden ist) |
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 13. Jun 2009 13:02 Titel: |
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Würde ich auch so sehen ja, obwohl Studenten natürlich viel zu faul sind um so etwas zu machen  |
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IAIAIA
Gast
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| IAIAIA Verfasst am: 13. Jun 2009 14:06 Titel: |
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Zur b): Entweder ist hier nach einer Funktion B(t)=B_o*sin(2pi*f*t-d) gefragt (mit B_o=mü*I_o/(2pi*R) oder?) oder es ist eine effektivew Flussdichte gemeint, also eine Art Mittelwert, wobei ich aber nicht weiß, wie ich den berechnen soll (vielleicht B_eff=mü*I_eff/(2pi*R) ?) .
Was ist nun gemeint? Und stimmt die entsprechende Vermutung? |
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 13. Jun 2009 15:42 Titel: |
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Du hast ja nicht nur B(t) sondern auch B(t,r).
=\frac{\mu_0\cdot\mu_r}{2\,\pi}\,\frac{1}{r}\, i_{max}\cdot\sin\left(2\,\pi\,f\cdot t\right))
An die Stromstärke kommst du ja über den Widerstand und die Netzspannung, bzw. deren Effektivwert. |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 14. Jun 2009 05:32 Titel: Re: Wechselstrom-Magnetfeld-Spule |
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| IAIAIA hat Folgendes geschrieben: | Um ein Magnetfeld zu erzeugen, schließt der Student einen ohmschen Verbraucher mit dem Widerstand R=25W an die spannungsführende Leitung einer Steckdose und den Nullleiter einer anderen an.
...
In der a) würde ich sagen, der Student schließt den Verbraucher an, damit überhaupt ein Stromfluss durch die Leitungen stattfindet, sodass sich um die Leitungen ein Magnetfeld aufbaut. |
Vielleicht eh' klar, aber weshalb er den Nullleiter an eine andere Steckdose anschliesst ist dir bewusst? Es geht aus deiner Antwort nämlich nicht hervor.
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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IAIAIA
Gast
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| IAIAIA Verfasst am: 14. Jun 2009 08:13 Titel: |
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Ich dachte, er tut das, um einen geschlossenen Stromkreis zu erhalten. Oder ist die Begründung nicht so einfach? |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 14. Jun 2009 08:18 Titel: |
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einen geschlossenen Stromkreis erhält man auch wenn man sich an "nur eine" Steckdose anschliesst...
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IAIAIA
Gast
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| IAIAIA Verfasst am: 14. Jun 2009 08:24 Titel: |
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... er schließt das an einen ANDEREN Nulleiter an, damit sich die Magnetfelder des spannungsf. Leiteres und des Nullleiters nicht gegenseitig aufheben bzw. schwächen |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
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| schnudl Verfasst am: 14. Jun 2009 08:37 Titel: |
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ja, aber so hast du es bei der Beantwortung der Frage a) nicht geschrieben! 
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IAIAIA
Gast
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| IAIAIA Verfasst am: 14. Jun 2009 08:57 Titel: |
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| wishmoep hat Folgendes geschrieben: |
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Müsste hier nicht noch eine Phasenverschiebung beachtet werden? Denn die Spannung eilt doch dem Strom und somit auch dem B-Feld voraus, oder?
Wie groß wäre die dann (pi/2???)? |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 14. Jun 2009 10:09 Titel: |
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Das stimmt schon - hier ist aber nicht die induzierte Spannung sondern das B-Feld.
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