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Hallo,
also ich habe ein paar allgemeine Fragen zu dem generatorischen/motorischen Prinzip und zum transformatorischen Prinzip.
Und zwar haben wir in unserem Skriptum folgende Skizze:
http://img177.imageshack.us/img177/1297/testdq.png
Mir ist klar das eine Spannungsinduzierung durch die den zeitlich veränderlichen magnetischen Fluss erfolgt u_ind = N * dPHI / dt.
Aber ich werde irgendwie aus der Skizze nicht schlau. Ich stelle sie mir das iwie so vor: Es ist so ein Permanentmagnet, der eine Luftloch hat und in diesem strömt vom Nord-zum-Südpol der magnetische Fluss PHI. Wird darin eine Spule im Kreis gedreht (der Leiter muss normal zum Magnetfeld (~magn.Fluss) stehen), wird in diesem Leiter eine Spannung induziert durch die LorentzKraft (F = q*(v x B) v, B = Vektoren)).
Also da ja PHI = A * B * cos(Alpha) ist, wird je größer die Fläche mehr Spannung induziert --> dass wenn die Anordnung wie in dem ersten Bild (von den 3 neben der großen Zeichnung) gegeben ist, wird am meisten Spannung induziert und PHI = PHI_max. Wenn der Leiter wie im letzten Bild (von den 3en) angeordnet ist, wird keine Spannung induziert.
Aber wie muss ich dann Alpha betrachen. Im 1ten Bild ist ja die Fläche 90° zu B gedreht --> cos(90°) = 0, damit würde ja folgen, dass PHI = 0 anstatt PHI=PHI_max.
Stimmt das?
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Zu meiner 2ten Fragen: Beim Transformator gibt es ja den Zusammenhang:
u_ind = dPHI/dt * N
wobei:
PHI = B*A*cos(alpha) * N -->
u_ind = dPHI/dt = - N * B*A*w*sin(alpha)
B*A = PHI_SPITZE
So:
N ist ja die Anzahl der Windungen bei der Spule, wo die Spannung induziert wird. Aber es hängt ja auch noch von der Anzahl der Windungen von Spule 1 ab? Wie bekomme ich diese? Folgen diese Windungen von Spule 1 aus dem Zusammenhang vom Magnetischen Widerstand:
PHI_SPITZE = magn. Durchflutung / R_mag,
wobei die magn. Durchflutung = N*I ist? --> Hier ist N = Anzahl der Windungen von Spule 1?
Ist das jetzt schon so fertig, oder MUSS ich noch die Selbstinduktivtät von Spule 1 und Spule 2 + Gegeninduktivit von Spule 2 in Spule 1 und vice versa einbinden? Wenn ja, was müsste ich da ändern? Muss ich dabei den Fluss PHI von Spule 1 + L*i rechnen, also + dem 2ten magn Fluss von der Selbstinduktivität, etc.)?
Mal abgesehen von der Streuung (vernachlässige ich jetz einmal).
Kann mir jemand bestätigen, ob das geschrieben noch einigermaßen passt FALLS SICH NOCH JEMAND AUSKENNT WAS ICH ZUSAMMENSCHREIB???
Würde mir seeeeehr viel weiterhelfen!!! Danke!
mfg
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 20:04 Do 15.04.2010 | | Autor: | leduart |
Hallo
du hast recht, inm 1. Bild ist der Winkel 0, die Fläche maximal, aber die änderung der Fläche praktisch 0, also ist die Spannung in dem Moment 0, im letzten Bild ist die von B durchsetzte Fläche 0, aber ihre Änderung maximal, also auch maximale Spannung.
Das kannst du auch an der lorentzkraft sehen, im ersten Bild bewegt sich das Drahtstück parallel zu B also Lorentzkraft 0, im 3 ten Bild ist die Bewegung senkrecht zu B, also Lorentzkraft maximal.
sieh dir das ![[]](/images/popup.gif) hier mal an
zum Trafo, da find ich die Darstellung schlecht.
die Primärspule wird vom Strom [mm] I=I_0*sin(omega*t) [/mm] durchlaufen. mit I(t)=Z*U(t)
dabei entsteht das Feld [mm] B(t)=\mu_0*\mu_r*n/l*I(t) [/mm] (n=Windungszahl, l=Länge)
hier ändert sich jetzt nicht A wie beim Generator, sondern B, also ist [mm] \Phi'=A*B'
[/mm]
damit solltest du rechnen.
dann versteht man auch dass die Spannung vom Verhältnis der Windungszahl abhängt.
Gruss leduart
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Hallo, danke schon einmal!! Aber ich muss ein wenig diskutieren und habe noch ein paar Fragen:
Zu 1:
Also ich sehe das ganz umgekehrt irgendwie ^^:
Also sobald PHI = PHI_max ist, also der größte magn. Fluss durch die Fläche geht, ist die Spannung 0, da kein Ladungstrennung erfolgt (aufgrund Lorentzkraft) --> OK, leuchtet mir ein.
Im ersten Bild ist PHI = PHI_max und im letzten PHI = 0 (haben wir auch so aufgeschrieben in der Vorlesung (nein, habe richtig abgeschrieben - haben auch noch andere). kA was jetzt richtig ist?!
Aber was meinst du mit der Änderung der Fläche? Die Änderung der Fläche ist im letzten Bild ja auch nicht gegeben? Im letzten Bild würde für mich die minimalste Spannung (=0) induziert werden, da jetzt der Flächenvektor A 90° zu B gedreht ist und cos(90) = 0 ergibt und damit der ganze Fluss = 0 ist, auch wenn jetzt die Ladungen getrennt werden. Das ist ja irgendwie ein Widerspruch.
In der Animation läuft für mich der Strom genau verkehrt herum (laut FBI Regel). Strom I ist die Richtung von den positiven Ladungen. Diese sind hier für mich genau umgekehrt animiert (oder ist das jetzt von physikalischer Sicht aus betrachtet???).
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Zu 2. Naja, wir haben es zwar irgendwie anders gelernt:
dPHI = B * dA,
aber JA, das mit B = N * I/l * µ
leuchtet mir ein und dann einfach B oben einsetzen (in meine Formel --> steht auch im Skript (Seite 23 unten))?. Soweit war ich auch schon einmal  .
Skript:
http://www.igte.tugraz.at/images/stories/lehrveranstaltungen/437_161/kapitel5.pdf
Seite 22/23/24 im PDF.
Danke schon einmal!!!
MfG :)
BTW: Ist I(t) = U(t) / Z, oder (und nicht * Z), was aber irgendwie zurzeit unwichtig ist, oder (reicht ja wenn i(t) = sin... gegeben ist).
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 21:48 Do 15.04.2010 | | Autor: | leduart |
Hallo
Die Fläche kann o sein, aber ihre momentane Änderung maximal. wenn du in Gedanken um die Stelle was "rumwackelst, siehst du, dass isch die fläche viel ändert bei Bild 3, bei Bild 1 dagegen wenig. Mal einfach mal jeweil um wenige Grad verschoben.
mathematisch liegt es daran, dass der cos an seiner Nullstelle die größte Steigung hat, physikalisch, dass sich die Drahtstücke gerade senkrecht zu B bewegen.
Du musst schon zwischen den Werten einer fkt und ihrer Ableitung (also der Änderung gut unterscheiden.
Das mit dem Z hast du recht. war Leichtsinn.
dagegen ist [mm] d\Phi [/mm] = B * dA, einfach falsch, wenn B nicht konstant ist. und sich nur A ändert.
wahrscheinlich hast du das von nem anderen Versuch. [mm] \Phi [/mm] ist das Skalarprodukt von [mm] \Phi(t)\vec{B(t)}*\vec{A(t)}=A*B*cos(alpha) [/mm] mit [mm] \alpha [/mm] 0 Winkel zw. den Vektoren.
Damit ist ganz allgemein:
[mm] \Phi'(t)=B'(t)*A(t)*cos(\alpha(t))+B(t)*A'(t)*cos(\alpha(t))+B(t)*A(t)*\alpha'(t)*(-sin(\alpha(t)))
[/mm]
beim Generator ist nur [mm] \alpha [/mm] von t abhängig.
beim Trafo ist B von t abhängig, A und [mm] \alpha [/mm] constant .
in den meisten Fällen ist nur eine der 3 Größen von t abhängig. aber die produktregel gilt eben für den allgemeinen Fall.
Gruss leduart
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