Bremskraft bei Fallenlassen von Leiterschleife in Magnetfeld

marjan · Anmeldungsdatum: 28.11.2005 Beiträge: 73

hi!

hab ne frage und zwar, wieso wird eine leiterschleife abgebremst, wenn sie in ein b-feld fallen gelassen wird (senkrecht zu den linien).
dachte mir, weil auf grund der 3 finger regel werden die elektronen nach links bewegt und durch diese bewegung nach links danach nach oben. aber wie berechnet man das, also die bremskraft

gruß
marian

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Stimmt, da werden Elektronen bewegt. Wieviel Strom da fließt und was das für eine Kraft bewirkt, kannst du so ausrechnen:

Die Leiterschleife bewegt sich (ich sage mal: von oben) in das Magnetfeld hinein. Also verändert sich ihre Fläche im Magnetfeld, also ändert sich der magnetische Fluss durch die Leiterschleife. Also wird in der Leiterschleife eine Induktionsspannung induziert, die du berechnen kannst, wenn du die Maße der Leiterschleife und ihre Geschwindigkeit kennst.

Weißt du nun den Widerstand des Drahtes der Leiterschleife, so kannst du aus der Induktionsspannung den Strom ausrechnen, der durch die Leiterschleife fließt.
Auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld wirkt eine Kraft. Ist die Leiterschleife rechteckig, so heben sich die Kräfte auf den Draht rechts und den Draht links gegenseitig auf. Auf den oberen Draht wirkt noch keine Kraft, denn der befindet sich noch nicht im Magnetfeld. Also ist die Kraft, die die Leiterschleife bremst, die Kraft auf den unteren Draht der Leiterschleife.

Speedy · Anmeldungsdatum: 29.09.2004 Beiträge: 91

dazu hätte ich noch eine Frage, wie lässt sich die konstante Geschwindigkeit, auf die die Leiterschleife runtergebremst wird ausrechnen.
ich habe für die induzierte spannung:

Für A' bei einer Fläche von a*a:

für das s:

Aber jetzt weiß ich nicht mehr weiter, mein Ansatz ist, dass die Lorntzkraft der Gravitationskraft entgegenwirkt, also:

aber jetzt weiß ich nicht mehr weiter, wie ich das U reinbringe bzw. das Q durch das U ersetzte, vielleicht ist auch ein anderer Ansatz besser

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Wenn Du die gesamte Leiterschleife (zB einen Ring) in einem homogenen Magnetfeld fallen lässt wird garnichts passieren, da sich A nicht ändert.
Ich hoffe das ist dir klar!

Betrachtet man nur einen Leiter so gilt

Daraus ergibt sich mit einem Widerstand R der gesamten Schleife

und die rücktreibende Kraft

Im Gleichgewicht ist die rücktreibende Kraft genau der Gewichtskraft

woraus man die Endgeschwindigkeit erhält.