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elektrotechnik_2:das_magnetostatische_feld [2021/03/16 09:32]
tfischer
elektrotechnik_2:das_magnetostatische_feld [2023/09/19 23:01] (aktuell)
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-====== 1Das magnetostatische Feld ======+====== 1 Das magnetostatische Feld ======
  
 ===== 1.1 Magnetische Erscheinungen  ===== ===== 1.1 Magnetische Erscheinungen  =====
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 ==== Herleitung der magnetischen Feldstärke (Teil 2, gerader Leiter) ==== ==== Herleitung der magnetischen Feldstärke (Teil 2, gerader Leiter) ====
  
-Die bisherigen Herleitung von der Toroidspule soll nun genutzt werden, um die Feldstärke um einen langen, geraden Leiter herzuleiten. Die Durchflutung $\theta$ bei einem einzelnen Leiter ergibt sich als $\theta = N \cdot = 1 \cdot I = I$. Bei der Toroidspule ergab sich die magnetische Feldstärke durch Durchflutung $\theta$ geteilt durch die (mittlere) Feldlinienlänge. Aufgrund der (gleichen Rotations-)Symmetrie gilt dies auch für den einzelnen Leiter.+Die bisherigen Herleitung von der Toroidspule soll nun genutzt werden, um die Feldstärke um einen langen, geraden Leiter herzuleiten. Die Durchflutung $\theta$ bei einem einzelnen Leiter ergibt sich als $\theta = N \cdot = 1 \cdot I = I$. Bei der Toroidspule ergab sich die magnetische Feldstärke durch Durchflutung $\theta$ geteilt durch die (mittlere) Feldlinienlänge. Aufgrund der (gleichen Rotations-)Symmetrie gilt dies auch für den einzelnen Leiter.
  
 Die Länge einer Feldlinie um den Leiter ist gegeben durch den Abstand $r$ der Feldlinie vom Leiter: $l = l(r) = 2 \cdot \pi \cdot r$. \\ Für die magnetische Feldstärke des einzelnen Leiter ergibt sich dann:  Die Länge einer Feldlinie um den Leiter ist gegeben durch den Abstand $r$ der Feldlinie vom Leiter: $l = l(r) = 2 \cdot \pi \cdot r$. \\ Für die magnetische Feldstärke des einzelnen Leiter ergibt sich dann: 
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 </WRAP> </WRAP>
  
-Gegeben sine nebenstehende, geschlossene Trajektorien im magnetischen Feld von stromdurchflossenen Leitern (siehe <imgref BildNr05>). Dabei soll gelten: $I_1 = 2A$ und $I_2 = 4,5A$. +Gegeben sind nebenstehende, geschlossene Trajektorien im magnetischen Feld von stromdurchflossenen Leitern (siehe <imgref BildNr05>). Dabei soll gelten: $I_1 = 2A$ und $I_2 = 4,5A$. 
  
 Gesucht ist jeweils die magnetische Spannung $V_m$ entlang des eingezeichneten Wegs. Gesucht ist jeweils die magnetische Spannung $V_m$ entlang des eingezeichneten Wegs.
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 Bitte sehen Sie sich auf der Seite des [[https://lx3.mint-kolleg.kit.edu/onlinekursphysik/html/1.4.2/xcontent1.html|KIT-Brückenkurs >> 4.2.2 Magnetisches Feld]] die Inhalte (Text, Videos, Übungen) an. Achten Sie darauf, dass in der Auswahlleiste oben "Gesamt" ausgewählt wurde. Der letzte Teil zu "Magnetfeld mit Materie" kann übersprungen werden - dieser kommt erst in 2-3 Terminen. Bitte sehen Sie sich auf der Seite des [[https://lx3.mint-kolleg.kit.edu/onlinekursphysik/html/1.4.2/xcontent1.html|KIT-Brückenkurs >> 4.2.2 Magnetisches Feld]] die Inhalte (Text, Videos, Übungen) an. Achten Sie darauf, dass in der Auswahlleiste oben "Gesamt" ausgewählt wurde. Der letzte Teil zu "Magnetfeld mit Materie" kann übersprungen werden - dieser kommt erst in 2-3 Terminen.
  
 +\begin{align*}
 +F = {{\mu _0}\over{2 \pi}} \cdot {{I_1 \cdot I_2 }\over{r}} \cdot l 
 +\end{align*}
 +
 +Mit:
 +  * Leiterlänge $l$
 +  * Abstand der Leiter $r$
 +  * Ströme durch die Leiter $I_1$ und $I_2$
 +  * Vakuumpermeabilität $\mu _0 = 4 \pi \cdot 10^{-7} {{Vs}\over{Am}}$
  
 ===== 1.4 Lorentzkraft ===== ===== 1.4 Lorentzkraft =====
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 </callout> </callout>
  
 +
 +===== 1.6 Poynting Vektor (nicht Teil des Curriculums) =====
 +
 +  * Anschauliches Bild des Poynting-Vektors entlang eines Stromkreises: https://de.cleanpng.com/png-jyy1vj/
 +  * Gute Erklärung desEnergieflusses über ein Strom-Modell: https://www.forphys.de/Website/elekt/stromodl.html 
 +  * Sehr ausführliche Betrachtung des Energieflusses im Stromkreis: http://www.didaktik.physik.uni-duisburg-essen.de/~backhaus/publicat/Energie.pdf
  
 Kraftwirkung auf dia- und paramagnetische Stoffe im Magnetfeld Kraftwirkung auf dia- und paramagnetische Stoffe im Magnetfeld