Forum: Offtopic Erhaltung des magnetischen Momentes bei einem Ferromagneten im Stromkreis


von Stefan H. (fourier)


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Hallo zusammen,

folgendes Gedankenexperiment: Wenn ich einen Ferromagneten (elektrisch 
leitfähig) in einen elektrischen Stromkreis einbaue (der elektrische 
Stromkreis ist nicht weiter von Belang), sodass durch diesen ein 
elektrischer Strom fließt, besitzt er dann noch sein ursprüngliches 
Magnetfeld?
Wie man selber leicht testen kann, ist dass ursprüngliche Magnetfeld 
auch bei Stromfluss noch vorhanden. Ich frage mich, wenn die Elektronen 
aus der Zuleitung in den Ferromagneten eintreten, was zwingt sie, ihr 
magnetische Moment gleich auzurichten, sodass die ursprüngliche 
Magnetwirkung aufrechterhalten bleibt?
Ist der Ferromagnet an keinen Stromkreis angeschlossen, wird sein 
Magnetfeld durch die Spinmomente der Elektronen erzeugt. Was 
gewährleistet also bei Stromfluss, dass die eintretenden Elektronen ihr 
Spinmoment gleich ausrichten wie die Kreisströme der Elektronen im 
elektrisch nicht durchflossenen Ferromagneten?

Gruß

: Bearbeitet durch User
von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Wie kommst du auf die Idee, in das Material eintretende Elektronen seien 
spinpolarisiert?

von Stefan H. (fourier)


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Johann L. schrieb:
> Wie kommst du auf die Idee, in das Material eintretende Elektronen seien
> spinpolarisiert?

Nein, ich habe mir gedacht, dass die eintretenden Elektronen 
spinpolarisiert werden. Deshalb habe ich mich gefragt, welcher 
Mechanismus dies gewährleistet bzw. sie dazu zwingt.

Upps, oder wird das Magnetfeld alleine durch die Bewegung der Elektronen 
im Magnet(leiter) während dieses Vorgangs erzeugt?

Gruß

von Stefan H. (fourier)


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Wolfgang R. schrieb im Beitrag #4583476:
> Stefan vertritt nur den Kurt, solange der für den nächsten AM-Thread
> Luft holt...

Ich will weder bindleln noch trollen ...

Ich möchte nur wissen, was mit dem Magnetfeld eines Ferromagneten 
passiert bzw. wie sich dieses verhält, wenn ein elektrischer Strom durch 
den Ferromagneten fließt. Wie entsteht das Magnetfeld während des 
Stromflusses?

Gruß

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Anstatt ein durch Stromfluss erzeugtes Magnetfeld nimm einfach ein 
gleichgroßes, von außen gegebenes Magnetfeld an.  Dann untersuchst du, 
was passiert, wenn du dieses äußere Feld (Vektoriell) zum Magnetfeld des 
Ferromagneten addiert.  Fertig.

Unterschiede sind:

- Stromfluss erzeugt Wärme.

- Stromfluss bewirk einen Hall-Effekt.  Der Hall-Effekt ist ungekehrt
  proportional zur Ladungsträgerdichte; in Eisen ist er also deutlich
  schwächer als z.B. in den üblicherweise verwendeten Halbleitern.
  Außerdem kannst du den Halleffekt nach Aufbau der Hallspannung
  effektiv vernachlässigen, da kein Hallstrom fließt.

: Bearbeitet durch User
von Sven B. (scummos)


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Du kannst ja mal die mittlere thermische Geschwindigkeit von so einem 
Elektron ausrechnen und die mit der Driftgeschwindigkeit vergleichen, 
die du durch den Stromfluss aufprägst. Du wirst feststellen, dass sich 
da mikroskopisch überhaupt gar nichts ändert. Dann erübrigt sich denke 
ich auch deine Frage.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Wolfgang R. schrieb im Beitrag #4583476:
> Stefan vertritt nur den Kurt, solange der für den nächsten AM-Thread
> Luft holt...

AM? Antimaterie? :-P

Stefan H. schrieb:
> Nein, ich habe mir gedacht, dass die eintretenden Elektronen
> spinpolarisiert werden.

Gedacht? Kann es sein, das du da die 'Link-Hand-Regel' meinst? Das ist 
eine reine Definitionssache.

von Sven B. (scummos)


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Matthias S. schrieb:
> Stefan H. schrieb:
>> Nein, ich habe mir gedacht, dass die eintretenden Elektronen
>> spinpolarisiert werden.
>
> Gedacht? Kann es sein, das du da die 'Link-Hand-Regel' meinst? Das ist
> eine reine Definitionssache.

Was hat denn der Elektronenspin mit der Lorentzkraft zu tun?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Sven B. schrieb:
> Was hat denn der Elektronenspin mit der Lorentzkraft zu tun?

Nix, das ist es ja. Ich denke mal, der TE verwirrt sich selber.

von Stefan H. (fourier)


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Moin,

nein, so meine ich das nicht. Welche Elektronen in einem Ferromagneten 
(z. B. magnetisiertes Eisen) sind für sein vorhandenes Magnetfeld 
verantwortlich? Sind es die Valenz- oder die Leitungselektronen?
WÄhrend der elektrische Strom durch den Ferromagneten fließt, woher das 
Magnetfeld des Ferromagneten kommt, da sich jetzt alle Elektronen 
bewegen.

Gruß

von Sven B. (scummos)


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Die Elektronen bewegen sich auch vorher schon. Ich kann meinen Beitrag 
von oben nur nochmal wiederholen.

von Stefan H. (fourier)


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Moin,

noch eine Sache, die mich interessiert:
Kann ich die Elektronen, die in einem geschlossenen Stromkreis fließen, 
mit einem Magnten bzw. einem Magnetfeld beeinflussen? Damit meine ich, 
wenn ich mit dem Magneten in die Nähe des Leiters komme, übe ich doch 
eine Kraft auf die sich bewegenden Elektronen aus. Wird der Stromfluss 
dadurch geschwächt bzw. der Widerstand im Leiter höher bei einem starken 
Magnetfeld?

Gruß

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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siehe Halleffekt
Namaste

von Stefan H. (fourier)


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Danke,

das Wissen hatte mir gefehlt. Was ich jedoch nicht verstehe ist, ob der 
Stromfluss nicht dadurch unterbrochen wird. Die Elektronen sammeln sich 
doch an der Oberfläche an.

Gruß

: Bearbeitet durch User
von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Nein, er wird nur aus der Feldmitte an den Rand des Leiters gedrängt, 
nicht aber unterbrochen. Dadurch lässt sich quer zur Stromrichtung und 
zum Magnetfeld, nach Lorentz, die Hallspanung messen. Sie ist ein Mass 
für die Feldstärke des Magnetfeldes.
namaste

von Mani W. (e-doc)


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Stefan ist anders...


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