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Lenz'sche Regel
 
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SchroedingersKatze



Anmeldungsdatum: 06.09.2010
Beiträge: 64

Beitrag SchroedingersKatze Verfasst am: 01. Jun 2011 13:57    Titel: Lenz'sche Regel Antworten mit Zitat

Der (klassische) Versuchsaufbau:
Aluring und Magnetstab. Man führe den Magnetstab in den Ring ein -> Das Magnetfeld induziert einen Ringstrom, welcher widerum ein magnetisches Moment induziert, dass dem ursächlichen Magnetfeld entgegengesetzt ist. -> Der Ring wird abgestoßen.
Hier ein anschauliches Bild:
http://www.georg-andresen.de/Bild1-4.jpg

Mein Problem:
Ich möchte mit Hilfe von Rechten Hand-Regeln herausfinden in welche Richtung der Kreisstrom fließt.

Meine Ideen:
Ich konnte das bisher nur rückwärts konstruieren. Da der Ring beim hineinführen abgestoßen wird, müssen die Magnetfeldlinien entgegenläufig sein.
Kann ich überhaupt mit der Lorentzkraft argumentieren?

gemeinte Rechte Hand-Regeln:
Magnetfeld um stromduchflossenen Leiter:
http://nibis.ni.schule.de/~ursula/Physik/ELehre/GeraderLeiter.htm

Lorentzkraft:

http://wiki.bnv-bamberg.de/flg-wiki/images/thumb/b/b8/Rechtehandregel.jpg/180px-Rechtehandregel.jpg[/b]
lampe16



Anmeldungsdatum: 21.03.2010
Beiträge: 319

Beitrag lampe16 Verfasst am: 04. Jun 2011 09:51    Titel: Re: Lenz'sche Regel Antworten mit Zitat

Die Stromrichtung im Ring kannst du so finden: Rate die Richtung! Wenn der Fluss des geratenen Stroms die Flussänderung infolge des bewegten Stabmagneten verkleinert, hast du richtig geraten. Andernfalls Stromrichtung umkehren!

Mit Fluss ist immer der magnetische Fluss durch die Schleife gemeint.

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SchroedingersKatze



Anmeldungsdatum: 06.09.2010
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Beitrag SchroedingersKatze Verfasst am: 05. Jun 2011 14:07    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist doch die von mir beschriebene Rückwärtskonstruktion... Genau das wollte ich nämlich nicht machen.
lampe16



Anmeldungsdatum: 21.03.2010
Beiträge: 319

Beitrag lampe16 Verfasst am: 05. Jun 2011 14:23    Titel: Antworten mit Zitat

SchroedingersKatze hat Folgendes geschrieben:
Das ist doch die von mir beschriebene Rückwärtskonstruktion... Genau das wollte ich nämlich nicht machen.


O.k., zweiter Versuch: Zeichne eine Achse senkrecht zur Ringebene und orientiert wie die magnetische Flussdichte des bewegten Magneten. Wenn der Fluss durch die Bewegung zunimmt, kreist der Strom im Ring linkshändig um die Achse (linkshändig: Zuordnung von Dreh- und Axialbewegung wie bei einer Schraube mit Linksgewinde).

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Anmeldungsdatum: 06.09.2010
Beiträge: 64

Beitrag SchroedingersKatze Verfasst am: 09. Jun 2011 13:07    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist zwar auch noch nicht das Gesuchte, aber es ist bildlich sehr schön. Danke.
lampe16



Anmeldungsdatum: 21.03.2010
Beiträge: 319

Beitrag lampe16 Verfasst am: 09. Jun 2011 13:43    Titel: Antworten mit Zitat

SchroedingersKatze hat Folgendes geschrieben:
Das ist zwar auch noch nicht das Gesuchte, ... Danke.


Wo klemmt es denn noch? Hast du den Eindruck, dass die Antwort deine Frage nicht klärt?

Prophylaktisch 3. Versuch, damit "rechts" in der Antwort vorkommt:

Zeichne eine Achse senkrecht zur Ringebene und orientiert wie die magnetische Flussdichte des bewegten Magneten. Wenn der Fluss durch die Bewegung abnimmt, kreist der Strom im Ring rechtshändig um die Achse (rechtshändig: Zuordnung von Dreh- und Axialbewegung wie bei einer Rechtschraube).

Und was hat die Rechtsschraube mit der rechten Hand zu tun? Mit Daumen, Zeige- und Mittelfinger der rechten Hand ein rechtwinkliges Achsenkreuz bilden. Drehrichtung der Schraube entspricht Bewegung des Daumens auf den Zeigefinger zu. Richtung der Schrauben-Axialbewegung entspricht Richtung des Mittelfingers.

Ich empfehle die rechte Hand-Regel zu vergessen. Es hat damit schon zu viele orthopädische Unfälle im Physikunterricht gegeben. Schraube ist einfacher anzuwenden und ungefährlicher.

Edit: Ergänzung 1
Ich sehe gerade, die Rechte-Hand-Regel, die du verlinkt hast, passt noch einfacher zur Rechtsschraube.

Mit der Lorentzkraft darf man argumentieren. Sie sorgt ja dafür dass die Bewegung des Magneten gedämpft statt angefacht wird. Aber dein Hauptziel, die Stromrichtung vorauszusagen, erreichst du direkter, wie beschrieben.

Edit: Ergänzung 2
Zur Lorentz-Kraft: Der Energieerhaltungssatz verlangt, dass der Ringstrom die Bewegung dämpfen muss, d. h. die Kraft muss gegen die Bewegungsrichtung wirken. Wenn der bewegte Magnet eine Spule ist, am besten nur eine Windung zur besseren Übersicht, ist damit die Richtung des Ringstroms aus der L.-Kraft festgelegt. Permanentmagneten lassen sich durch elementare Magnetisierungsströme an ihrer Oberfläche erklären.

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Beiträge: 64

Beitrag SchroedingersKatze Verfasst am: 23. Jun 2011 16:30    Titel: Antworten mit Zitat

Öhm, ich unterichte das als Tutor, d.h. verstanden hab ich es schon. Aber in meiner Übungsstunde hat mich einer der Teilnehmer gefragt, ob's dafür auch eine Hand-Regel gäbe. Und alles, was ich in dem Moment zu bieten hatte, war die oben erdachte Rückwärtskonstruktion.
lampe16



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Beiträge: 319

Beitrag lampe16 Verfasst am: 26. Jun 2011 21:53    Titel: Antworten mit Zitat

Nach dem Urlaub bastele ich dir doch noch eine Rechte-Hand-Regel.

Zeichne die magnetischen Flüsse für zwei aufeinander folgende Zeitpunkte als Pfeile in das Bild der Anordnung ein. Bilde und zeichne diese Differenz ebenfalls als Pfeil ein. Wenn du jetzt mit dem Daumen der rechten Hand entgegen zeigst, weisen die gekrümmten Finger in die Richtung des induzierten Stroms. Das "entgegen" bildet das Minuszeichen im Induktionsgesetz ab.

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SchroedingersKatze



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Beiträge: 64

Beitrag SchroedingersKatze Verfasst am: 30. Jun 2011 20:04    Titel: Antworten mit Zitat

So ist die "Hand-Regel" ganz hübsch formuliert und kommt so in die Notizen. Vielen Dank dafür. Tanzen
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