Wirbelströme/-bremse < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 19:32 Mi 25.03.2009 | | Autor: | sardelka |
Hallo,
ich bereite mich für mein Abi vor und bin gerade dabei die Entstehung von Wirbelstrombremsen zu verstehen.
Ich habe zich Seiten durchgelesen, verstehe das aber immer noch nicht :(
Also, so weit ich es verstanden habe:
Man schiebt z.B. eine Metallplatte in ein Magnetfeld.
Auf die Fläche der Metallplatte, die sich im Magnetfeld bereits befindet, wirkt Lorentzkraft.
Auf der Fläche, die nicht im Magnetfeld ist, da wirkt keine Kraft, da ist alles beim Alten. D.h. die Atome sind dort verteilt.
Und dann entstehen irgendwie diese Wirbeln.
Das verstehe ich immer noch nicht.
Und wenn man eine Metallplatte zwischen Spulen schwingen lässt, dann wird sie abgebremst.
Das will ich aber erst dann verstehen, nach dem ich verstanden habe, wie diese Wirbelströme überhaupt entstehen. :(
Wäre für eine ausführliche Erklärung sehr dankbar
Liebe Grüße
sardelka
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Hallo!
Was passiert, wenn du Elektronen in ein Magnetfeld einschießt?
Es wirkt eine Kraft auf die Elektronen, die senkrecht zur Bewegungsrichtung und senkrecht zum Magnetfeld ist.
Die Elektronen werden dadurch auf eine Kreisbahn gebracht.
Nun, ein Stück leitendes Metall enthält jede Menge weitgehend frei bewegliche Elektronen (Die sind für die Leitfähigkeit verantwortlich)
Wenn du also nun Metall in das Magnetfeld schiebst, werden die Elektronen darin auch anfangen, sich auf Kreisbahnen zu bewegen. Weil sie das Metall nicht verlassen können, natürlich nur, soweit die Form des Metalls das zuläßt.
Das heiß also, daß dann in dem Metall ein Strom rund fließt.
Allerdings bleibt dieser Strom innerhalb des Magnetfelds konstant, sofern das Metall keinen elektrischen Widerstand besitzt. Die freien Elektronen in meinem ersten Beispiel werden schließlich innerhalb des Magnetfeldes auch nicht schneller.
Wenn das Metall außerhalb des Feldes ist, fließt kein Strom in ihm. Wenn das Metall in das Feld eintaucht, dann wird der Strom induziert. Ist das Metall völlig im Feld eingeschlossen, bleibt der Strom konstant, und wenn das Metall das Feld wieder verläßt, wird der Strom "in die andere Richtung" "zurück"-induziert, sodaß nach vollständigem Verlassen des Feldes kein Strom mehr fließt.
Jetzt solltest du die Lenzsche Regel kennen, daß beim Induzieren eines Stromes stets eine Kraft entsteht, die der Ursache der Induktion entgegenwirkt.
Und das heißt: Das Eindringen ins Magnetfeld ist die Ursache, die Kraft wirkt der Bewegunsrichtung entgegen. Auch beim Verlassen des Feldes gibt es eine Kraft, die ebenfalls dem Verlassen, also der Bewegungsrichtung entgegen wirkt.
Das ist wichtig: Innerhalb des Magnetfelds wirkt KEINE Bremskraft, sie wirkt nur beim Ein- und Austritt!
Vielleicht noch etwas anschaulicher: Wenn der Strom induziert wird, erzeugt dieser Ringstrom selbst auch ein Magnetfeld, das dem äußeren entgegen gesetzt ist.
Du kannst dir vorstellen, daß es schwer wird, einen kleinen Magneten zwischen die Pole eines Magnetfeldes zu schieben, wenn du süd an süd und nord an nord hälst.
Beim Verlassen des Feldes induzierst du ja in die andere Richtung, das entspricht einem umgedrehten kleinen Magneten, das heißt, nun stehen sich stets süd und nord gegenüber. Der kleine Magnet wird jetzt vom großen angezogen!
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