Hallo zusammen Wenn ein Magnetfeld auf ein Eisenrohr einwirkt, dann wird es im Eisenrohr verstärkt und die Feldlinien wandern gegenüber wieder heraus:) Der Kern des Rohres ist meines Wissens feldfrei. Wenn man nun umgekehrt einen stromdurchflossenen elktrischen Leiter, der sich koaxial in einem Eisenrohr befindet, hat, dann ist aussen das gleich starke Feld messbar wie ohne Rohr. Weiss jemand von euch vielleicht wieso das so ist? Beste Grüsse Geri
Das Magnetfeld wird (meines Wissens) einfach nur übertragen. Es wird nicht verstärkt oder der Gleichen. Der Eisenstab nimmt wie von dir schon richtig erkannt die Magnetfelder "auf" und gibt sich mit gleicher "Stärke" weiter. Hoffe das ist richtig so.... MFG Stefan
Hallo Stefan Vielen Dank für deine Meinung. Wenn das Eisenrohr als Übertrager wirkt, wieso ist das innere des Rohres aber feldfrei, wenn man von aussen ein Magnetfeld anlegt? Bzgl. verstärkende Wirkung: Wenn man das Magnetfeld zweiner gleicher stromdurchflossene Spulen misst, dann ist die magnetische Wirkung jener mit Eisenkern aber doch auch stärker... Ok, für diesen Fall ja auch egal. Man kann zumindest ein Feld messen...:) Beste Grüsse Geri
ihr müsst unterscheiden zwischen der "magnetischen Feldstärke H und der magnetischen Flussdichte B" --> http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldst%C3%A4rke Das Rohr mit "Luftkern" wirkt wie eine Parallelschaltung von Widerständen in einem Schaltkreis. Das Feld H (vergleichbar mit elektrischer Spannung U) verursacht in Eisen (großes µ) einen großen Fluss B und in der Luft (kleines µ) einen sehr viel Kleineren. Ich schätze mal bei dem Beispiel mit dem stromdurchflossenen Leiter wirkt das Ganze eher als Reihenschaltung, dafür ist das aber bei mir zu lange her... Geri schrieb: > Wenn man das Magnetfeld zweiner gleicher stromdurchflossene Spulen > misst, dann ist die magnetische Wirkung jener mit Eisenkern aber doch > auch stärker... was meinst du mit "magnetischer Wirkung"?
Hallo Armin Danke für deine Infos. Den Unterschied zwischen B und H (BH :) kenne ich) >>Das Rohr mit "Luftkern" wirkt wie eine Parallelschaltung von >Widerständen in einem Schaltkreis. Das kann ich mir sehr gut vorstellen. Bzgl.Stromdurchflossener Leiter im Rohr: Hängt es auch damit zusammen, welche Richtung die Feldlinien haben. Wie würdest du dir die Anordnung der Widerstände reindenken:)? >was meinst du mit "magnetischer Wirkung"? Ich meinte die resultierende Kraftwirkung des Magneten. Beste Grüsse Geri
naja ein Magnetfeld ist ein reines Wirbelfeld. Das heißt es gibt (anders als beim E-Feld) weder ein Anfang noch ein Ende. Das hab ich bei meinem Beitrag oben zwischenzeitlich vergessen. War da beim E-Feld :S Also um den stromdurchflossenen Leiter sind die Feldlininen kreisförmig angeordnet. Insofern ergibt sich mit dem Rohr außenrum auch eine Parallelschaltung. Sorry. Bleibt von mir nur noch eine eher unbefriedigende Erklärung für das am Anfang beschriebene Phänomen: In beiden Fällen verhält sich das Eisenrohr identisch, nur aufgrund der Geometrie lässt sich in der Situation "Feld kommt von außen" der Fluss in der Luft eher vernachlässigen. Wüsste spontan nicht, was da sonst dahinter stecken könnte
Danke Armin. Vielleicht haben die anderen Experten noch Erklärungen dafür wenn sie morgen früh munter sind. Geri
Geri schrieb: > Wenn ein Magnetfeld auf ein Eisenrohr einwirkt, dann wird es im > Eisenrohr verstärkt und die Feldlinien wandern gegenüber wieder heraus:) > Der Kern des Rohres ist meines Wissens feldfrei. > > Wenn man nun umgekehrt einen stromdurchflossenen elktrischen Leiter, der > sich koaxial in einem Eisenrohr befindet, hat, dann ist aussen das > gleich starke Feld messbar wie ohne Rohr. Kann mich doch nicht zurück halten, Geri. Der wesentliche Unterschied ist: 1. Das Eisen im geomagnetischen Feld. 2. Das Eisen um ein Leitungsstück der felderzeugenden Drahtschleife herum. Ciao Wolfgang Horn
Hallo Wolfgang Würdest du das bitte noch etwas erläutern? Vielen Dank Geri
Hi, Geri, Nicht der lang gestreckte Leiter erzeugt das Magnetfeld. Sondern der Stromfluss muss ja geschlossen werden, und sei es über eine Batterie. Diese Schleife erst erzeugt das Magnetfeld. ciao Wolfgang Horn
Wolfgang Horn schrieb: > Hi, Geri, > > Nicht der lang gestreckte Leiter erzeugt das Magnetfeld. > Sondern der Stromfluss muss ja geschlossen werden, und sei es über eine > Batterie. Diese Schleife erst erzeugt das Magnetfeld. > > ciao > Wolfgang Horn Nein. Jeder stromdurchflossene Leiter wird von einem Magnetfeld umkreist. In welche Form der Leiter gebogen wird ist nicht das Problem. Auch ein gestreckter Leiter ist von einem Feld umgeben. Siehe Wikipedia/Durchsteckwandler. mfg Frank
Hallo Wolfgang Wie lässt sich aber bitte erklären, dass das Feld im Inneren des Rohres, wenn das Feld von aussen einwirkt feldfrei ist. Beste Grüsse Geri
Geri schrieb: > Hallo Wolfgang > > Wie lässt sich aber bitte erklären, dass das Feld im Inneren des Rohres, > wenn das Feld von aussen einwirkt feldfrei ist. > > > Beste Grüsse > > Geri Das gilt nur solange das Eisen noch nicht magnetisch gesättigt ist. Sobald das Eisen sättigt kann man das Magnetfeld auch im Rohr nachweisen. mfg
Um mal bei dem Beispiel Strom zu bleiben: Stell dir mal vor dein Magnet der von außen auf das Rohr einwirkt ist eine Spannungsquelle deren Anschlüsse du an den Anfang und das Ende hällst. Von mir aus auch bit ein bisschen Abstand. Dann drehst du die Spannung immer weiter auf, bis der Funken überschlägt. Der Strom wird einen Teufel tun und durch das innere des Rohres fließen. Weg des geringsten Widerstands. Das trifft hier auch zu.
Hallo Franky vielen Dank für deine Infos! Ok. Kann man hier auch noch folgendes dazu sagen?: Das Magnetfeld, welches von aussen wirkt erzeugt im Eisenrohr einen magnetischen Spannungsabfall, der widerum ein Magnetfeld im Inneren des Rohres zur Folge hat Gesetzten Fall, dass das Eisen nicht gesättigt ist: a.) Ist das Mangetfeld im Rohr dann vernachlässigbar klein? Liegt es dann daran, dass das Eisen gegenüber der Luft eine viel höhere Permeabilität hat und die Feldlinien im Rohr gebündelt werden? b.) Hebt sich auf? Beste Grüsse und vielen Dank für die Mühe Geri
@Benni: Das würde dann Punkt a meines letzten Kommentares bestätigen. Bisher hatte ich das auch verstanden. Wenn ich mich noch richtig erinnern kann ist es in Ergänzung zu deinem wenn man dein Beispiel so, dass der Strom sogar in einer Eisenstange im Mittelpunkt 0 ist. Beim Magentfeld ist es eben nur so, dass eben im Eisenrohrmantel auf Grund des magnetischen Spannungsafalles ein Magnetfeld entsteht..
Die magnetische Spannung ist durch den Erzeuger des Feldes, den Strom gegeben. Die Feldlinien breiten sich nun entlang des kleinsten magnetischen Widerstandes aus (so wie ein Stromteiler mit ohmschen Widerständen), und da das Eisen einen viel kleineren magnetischen Widerstand hat als die Luft im Inneren des Rohres wird man fast keine Feldlinien im Inneren finden. Also ist a richtig
ich vergaß zu erwähnen, dass das Bild dann gilt, wenn die Quelle außerhalb des Eisenrohres liegt. Kommt die Verwirrung vielleicht von Bildern aus dem elektrostatischen Feld, wo sich durch Influenz die Ladungen trennen und damit neue Flussquellen/-senken bilden?
Frank Xy schrieb: > Nein. Jeder stromdurchflossene Leiter wird von einem Magnetfeld > umkreist. > In welche Form der Leiter gebogen wird ist nicht das Problem. Auch ein > gestreckter Leiter ist von einem Feld umgeben. Hi, Frank, autsch. Ich habe Induktivität mit Windungszahl verwechselt mit dem magnetischen Feld. Die geschlossene Schleife um den Ferritkern einer Spule bewirkt die Induktivität, 14,5 Windungen bedeuten nicht bedeutend mehr Induktivität als 14 Windungen. Hi, geri, > Wie lässt sich aber bitte erklären, dass das Feld im Inneren des Rohres, > wenn das Feld von aussen einwirkt feldfrei ist. Feldfrei? Nein, nicht völlig frei von Feldern. Sondern: Das Eisen mit seiner Permeabilität ist für das magnetische Feld ein sehr geringer "Widerstand". Deshalb funktionieren auch magnetische Abschirmungen aus hochpermeablem Material wie Mumetall Ciao Wolfgang Horn
Hallo Geri, > Wenn ein Magnetfeld auf ein Eisenrohr einwirkt, dann wird es im > Eisenrohr verstärkt und die Feldlinien wandern gegenüber wieder heraus:) > Der Kern des Rohres ist meines Wissens feldfrei. diese Vorstellung ist Murks. Eisen wirkt doch nicht als "Verstärker" für Magnetfelder! Bei Deiner Frage solltest Du genauere Angaben zur Versuchsanordnung machen und spezifizieren, ob Du das H-Feld oder das B-Feld meinst. * das H-Feld läßt sich über Ströme messen (Durchflutungsgesetz) * das B-Feld läßt sich über Wechselspannungen messen (Induktionsgesetz) > Wenn man nun umgekehrt einen stromdurchflossenen elktrischen Leiter, der > sich koaxial in einem Eisenrohr befindet, hat, dann ist aussen das > gleich starke Feld messbar wie ohne Rohr. Wenn Du den Strom im Leiter einprägst, Verschiebeströme vernachlässigst (da in der Regel sehr klein) und das Rohr stromfrei ist, ist das doch ohnehin klar: H = I / (2 pi r) Die Herleitung erfolgt über den Durchflutungssatz. Gruß,. Michael
Hallo @Thomas: Vielen Dank, langsam entsteht in meinem Hirn eine Verbidnung zwischen bestimmten Fragementen:) Was passiert dann eigentlich bei einem Aluminiumrohr? Wir haben wieder einen stromdurchflossenen Leiter, nun in einem Eisenrohr. Hier entdecke ich noch einen Widerspruch? Eisen ist magnetisch sehr gut leitend. Aluminium nicht. Beide male tritt das magnetische Feld nachweislich ungehindert hindurch. Vielen Dank nochmals und beste Grüsse Geri
Irgendwie hinke ich mit meinen Beiträgen immer hinten nach:)
@Michael
>>Eisen wirkt doch nicht als "Verstärker" für Magnetfelder!
Eine stromdurchflossene Spule hat doch angbelich mit einem Eisenkern bei
gleicher magnetischer Erregung ( Feldstärke ) auch eine erheblich
größere magnetische Wirkung.
Nun aber zur Versuchsanordnung:
Fall 1: Stromdurchflosser Leiter, welcher sich in einem Eisenrohr
befindet. Mit einer Strommesszange um das Rohr kann man den gleichen
Strom messen wie ohne Eisenrohr. Die Messung erfolgt dort ja mit Hilfe
von Hall-Sensoren. Diese messen das magnetische Feldstärke. Ich denke,
ein Aluminiumrohr hat hier auch keinen Einfluss. Effekte durch das
Material scheinen vernachlässigbar klein zu sein. Mir ist nur nicht ganz
klar wieso.
Umgekehrt haben wir ein Eisenrohr, auf welches von aussen ein
magnetisches Feld einwirkt. Wenn das Eisen des Eisenrohres nicht
gesättigt ist, dann ist das Innere des Rohres feldfrei. Bei einem
Aluminiumrohr wird es dann wahrscheinlich nicht so sein. Soviel ich die
Theorie aus den bisherigen Kommentaren verstanden habe.
Ich glaube auch, dass man diesen Sachverhalt mit dem Durchflutungssatz
erklären kann. Mir fehlt nur der Erklärungsansatz:)
ok, folgendes: 2 dimensionales Modell: du schaust frontal auf einen Leiterquerschnitt und denkst dir, dass da ein Strom fließt. Dann bilden sich kreisförmig drumherum die Feldlinien. Nicht vergessen: keine mag. Monopole bis jetzt -> alle Feldlinien schließen sich. Stell dir vor du machst jetzt genau konzentrisch um den Leiterquerschnitt eine "Schicht" Eisen. Die magnetische Spannung ist proportional dem Strom (Durchflutungssatz), die magnetische Feldstärke ist aber proportional der mag. Spannung UND der Permeabilität, also hast im Eisen die µ_r - fache Feldstärke. Links und rechts neben dem Eisen ist aber die Feldstärke gleich (in erster Näherung, der Übergang ist nicht ganz so abrupt) In unserem 3dimensionalen Raum ist diese "Schicht" um den Leiter herum dein Rohr um den Leiter, nachdem die Quelle im Rohr drinnen ist, sind dort auch Feldlinien, wäre die Quelle draußen könnte man es abschirmen. Aluminium ist paramagnetisch, hat also ein µ_r von knapp über Eins, das ist im vergleich zu Eisen mit einem µ_r von 10 bei Sättigung bis 10000 scho fast nix mehr.
Hallo Thomas Vielen Dank für deine ausführliche Erklärung!! Ich glaube, ich habe es nun gecheckt..:):) Für den umgekehreten Fall (Magnetefeld von aussen auf Eisenrohr): Ich weiss, wenn eine Magnetfeld von aussen auf das Eisenrohr wirkt, dann teilt sich der magnetische Fluss auf (Parallelschaltung). Im Inneren des Rohres ist das Feld dann fast 0. Halt nur fast:) Darf man deine Überlegung aber auch auf diesen Fall anwenden, bei dem das Magnetfeld nun von aussen auf das Eisenrohr wirkt? Es steht ja sonst einfach nur die Behauptung im Raum, es teile sich auf:) Beste Grüsse und nochmals vielen Dank!!! Geri
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