Leiterschleife Magnetfeld herausziehen, (Kraft,Zeit)

Stefan0515 · Anmeldungsdatum: 18.04.2015 Beiträge: 5

Aufgabenstellung:

Eine quadratische Leiterschleife mit der Fläche A wird mit einer konstanten Kraft F aus einem konstanten, sehr starken, senkrecht zur Ebene der Schleife orientierten Magnetfeld gezogen, wobei sich zu Versuchsbeginn die Hälfte des Drahtes innerhalb des Magnetfeldes befindet. Zum Herausziehen ist die Zeit t erforderlich. Die Kraft zum Herausziehen wird nun verdoppelt, alle anderen Parameter sind gleich. Welche Zeit wird jetzt zum herausziehen benötigt?

Mein Ansatz:

Durch die höhere Kraft resultiert erstmal eine höhere Geschwindigkeit der Leiterschleife, welche auch einen höheren Fluss zur Folge hat. Daher wird tendenziell das Magnetfeld, welches entgegen wirkt auch größer werden.Deswegen ist die entgegen wirkende Kraft ebenfalls höher.

Das aber jetzt quantitativ auszudrücken fällt mir dann doch schwer! Ich liege da irgendwo zwischen 1/2t und t. Doppelt so schnell dürfte es doch nicht gehen, da doch das Feld, welches entgegen wirkt viel höher ist, oder?

Vielen Dank

qwertz · Anmeldungsdatum: 25.02.2015 Beiträge: 5

Servus Stefan,
wenn du die Leiterschleife aus dem Magnetfeld rausziehst induzierst du eine Spannung, die bewirkt einen Strom. Damit hast du eine elektrische Leistung P=Uind^2 / R, R ist der Leiterwiderstand. Die ist gleich der mechanischen Leistung P= F*v. Die induktionsspannung ist Uind = dPhi/dt = B * dA/dt. wobei A die im Feld befindliche Fläche der Leiterschleife ist.
Wenn du das alles zusammenpackst bekommst du einen Ausdruck für v als Funktion von F und kannst damit die Frage beantworten.

Viel Spaß