Berechnung Kraft einer Spule?

[Christoph S. (mixer)]

Hallo,

kann mir jemand sagen, wie ich die angehängte Aufgabe löse?
Habe die Formel Fm=B²*A/2*µ0 allerdings komme ich nicht drauf was hier 
was ist.
Es ist keine Hausaufgabe, ich brauch auch nichts vorgerechnet, ich 
möchte verstehen wie ich diese Aufgabe lösen kann!!

MFG Mixer

[Purzel H. (hacky)]

Die Kraft ist proportional dem Magnetfeld Gradienten wie ich mich zu 
erinnern glaube. Der Gradient besagt wie das Magnetfeld zunimmt wenn der 
Abstand abnimmt. Das kann man in diesem Fall rechnen.

[Christoph S. (mixer)]

Hallo,

B für eine reine Spule kann ich ja ausrechnen -> B=µ*N*I/l
µ0 ist auch gegeben, aber was nehme ich z.B. für A?

Gruß

[Michael H. (michael_h45)]

A steht für Studiengangwechsel.
Meine Herrn...

[Erich (Gast)]

Mein Vorschlag:

Der Fluss der sich in der Spule einstellt ist annähernd konstant! (keine 
Streuflüsse)

Also muss gelten:

phi = B_1*A_1 = B_L*A_L = B_2*A_2

daraus folgt:

B_1=B_2*A_2/A_1   (1)

B_L=B_2*A_2/A_L   (2)



Weiters der Durchflutungssatz: (Entlang der strichlierten Linie)

H_1*l_1 + H_L*l_L + H_2*l_2 = N*I   / :µ

B_1*l_1 + B_L*l_L + B_2*l_2 = N*I/µ  (3)

einsetzen von (1) und (2) in (3):

daraus kannst du dir B2 ausrechnen.


Jedes stromdurchflossene Element eines Leiters erfährt im magnetischen 
Feld eine Kraft:

F = I * l x B

tja und mit dem müsst das gehn.

[Helmut S. (helmuts)]

A ist der Querschnitt. Hier A1 bzw A2.

[Purzel H. (hacky)]

Das H Feld ist entlang dem Torus etwa konstant, das B Feld ist es nicht. 
Das B Feld ist vom Luftspalt abhaengig. Etwas mit 1/Luftspalt

[Mike H. (-scotty-)]

>A ist der Querschnitt. Hier A1 bzw A2.
Eher Querschnittsfläche des Eisenkerns.

[Michael L. (Gast)]

Hallo Mixer,

> kann mir jemand sagen, wie ich die angehängte Aufgabe löse?
> Habe die Formel Fm=B²*A/2*µ0 allerdings komme ich nicht drauf was hier
> was ist.
Das Stichwort lautet "Prinzip der differentiellen Verschiebung".
Du berechnest Dir über die räumliche Energiedichte 1/2 B H des 
magnetischen Feldes zunächst die Energie E_mag des magnetischen Feldes 
im Luftspalt aus. Wegen H-->0 ist der Eisenkern ja näherungsweise 
energiefrei.

Hierbei kommt eine Abhängigkeit E_mag = f(s) mit der Luftspaltbreite s 
heraus.

Nun kennst Du ja die Formel W=F*s für die mechanische Arbeit für den 
Fall, daß Kraft und Weg in die gleiche Richtung zeigen und die Kraft 
konstant ist. Diese Formel kannst Du umformen in dW=F*ds bzw. dW/ds = F.

Die Verschiebungsarbeit an dem System macht sich in einer Änderung der 
magnetischen Energie bemerkbar, also gilt auch:

F = dE_mag/ds

(Auf Vorzeichen habe ich hier nicht geachtet. Je nachdem, wie Du die 
Zählpfeilrichtungen wählst, muß hier ggf. ein Minuszeichen dazukommen, 
darum geht es aber jetzt nicht: Du weißt ja eh, in welche Richtung die 
Kräfte wirken.)

Was Du also machen mußt ist, daß Du Dir die Energie E_mag des 
Luftspaltes ausrechnest und die Formel anschließend nach der Spaltbreite 
s ableitest.

> Es ist keine Hausaufgabe, ich brauch auch nichts vorgerechnet, ich
> möchte verstehen wie ich diese Aufgabe lösen kann!!
Ich hoffe, die Hinweise helfen soweit. Wenn nicht, kann ich es auch 
rechnen.

Gruß,
  Michael

[Michael H. (michael_h45)]

Mike Hammer schrieb:
>>A ist der Querschnitt. Hier A1 bzw A2.
> Eher Querschnittsfläche des Eisenkerns.
Eher einer der Eisenkerne.
Ja, andere können noch klüger klugscheißen!

[Florian A. (aachener)]

Hier die ( nun nochmal selbst korrigierte - es waren noch Fehler drin, 
hoffentlich ist jetzt alles richtig ) Lösung.

Sorry an den Admin. :-)