Potentialtheorie

Hi,

es gibt keine "virtuelle" Spannungsquelle. Man kann auch keine 
einzeichnen. Es handelt sich um Induktion. Kirchoff gilt hier nicht. Es 
gibt keine virtuelle Spannungsquelle. Eine Spannungsquelle bringt ein 
zusätzliches E-Feld ein, dass nicht existiert.

viele Grüße
Andre

Andre schrieb:
> Allerdings fällt es mir schwer einzusehen, dass ich von einem Punkt ein
> Potential von 900 mV und auf einem anderen Weg ein Potential von -100 mV
> überwinden muss.

Warum, du sagst doch gerade

Andre schrieb:
> Es handelt sich um Induktion. Kirchoff gilt hier nicht.

Und trotzdem versuchst du in deinem 1. Post gedanklich die Kirchhoffsche 
Maschenregel anzuwenden.

Kannst du machen wenn du dein Modell anpasst nämlich um die von Route66 
genannte Spannungsquelle.
Ansonsten musst du es allgemein mit den Maxwellschen Gleichungen lösen, 
viel Spass dabei :-)

Hi,

nein, ich versuche nicht die Kirchhoff'schen Regeln anzuwenden. Ich 
suche nur nach einer plausiblen Vorstellung, das ein Punkt bezogen auf 
einen anderen unterschiedliche Potentiale haben kann. Die einzige 
Maxwell Gleichung, die wir hier brauchen ist Faraday's:

Integral (B dl) = - dPhi/dt.

Allerdings hilft das bei der Frage überhaupt nicht weiter. Gibt es eine 
mechanische Analogie, die gut einsehbar ist?

Der Andere schrieb:
> Kannst du machen wenn du dein Modell anpasst nämlich um die von Route66
> genannte Spannungsquelle.
> Ansonsten musst du es allgemein mit den Maxwellschen Gleichungen lösen,
> viel Spass dabei :-)

Deine Antwort erweckt bei mir nicht den Eindruck dass du meine Frage 
verstanden oder das du etwas über die Maxwell'schen Gleichungen weißt.

viele Grüße
André

Andre schrieb:

> nein, ich versuche nicht die Kirchhoff'schen Regeln
> anzuwenden.

Man gewinnt einen etwas anderen Eindruck.


> Ich suche nur nach einer plausiblen Vorstellung, das
> ein Punkt bezogen auf einen anderen unterschiedliche
> Potentiale haben kann.

Wenn, wie Martin sagt, keine Potenzialfunktion existiert,
dann hat die Frage nach unterschiedlichen Potenzialen
keinen Sinn.

Ein zeitlich veränderliches Magnetfeld hat meiner trüben
Erinnerung nach ein elektrisches Wirbelfeld zur Folge.

Wenn Du in einem Wirbelsturm gegen den Wind läufst, und
Du wählst Deine Route ungünstig, dann läufst Du auf dem
Hinweg gegen den Wind, und auf dem Rückweg auch -- und
bei der nächsten Runde ist es wieder genauso. Du kannst
dann einem bestimmten Punkt in der Landschaft keine
definierte Energie zuordnen.

Martin O. schrieb:
> Weil ein zeitl. veränderlichse B-Feld da ist. gilt nicht , dass das
> "Integral E ds " wegunabhängig ist. Es existiert keine Potentialfunktion
> in dem Gebiet

Hi,

ja, dass ist eine Frage der Definition vom Potential als W/q. Aber es 
nervt mich, weil gefühlt die Energieerhaltung irgendwie verletzt es. Das 
heißt ja auch, dass das Integral von Punkt A bis zur Unendlichkeit als 
Potential nicht definierbar ist. Aber es befindet sich doch Ladung dort, 
dann muss ich dem ganzen doch auch ein Potential zuordnen können. Ich 
vermische hier Elektrostatik mit Elektrodynamik. Aber warum darf ich das 
nicht. Ist mein Problem verständlich?

viele Grüße
André

Possetitjel schrieb:
> Wenn Du in einem Wirbelsturm gegen den Wind läufst, und
> Du wählst Deine Route ungünstig, dann läufst Du auf dem
> Hinweg gegen den Wind, und auf dem Rückweg auch -- und
> bei der nächsten Runde ist es wieder genauso. Du kannst
> dann einem bestimmten Punkt in der Landschaft keine
> definierte Energie zuordnen.

Jo danke. Das ist sehr einleuchtend.

viele Grüße
Andrße

Andre schrieb:
> Deine Antwort erweckt bei mir nicht den Eindruck dass du meine Frage
> verstanden oder das du etwas über die Maxwell'schen Gleichungen weißt.

Ich habe vieleicht schon mehr darüber vergessen als du je wissen wirst
:-)

Possetitjel schrieb:
> Wenn Du in einem Wirbelsturm gegen den Wind läufst, und
> Du wählst Deine Route ungünstig, dann läufst Du auf dem
> Hinweg gegen den Wind, und auf dem Rückweg auch

Schönes Beispiel

Hallo,

ok, die Wirbelsturmgeschichte ist eine sehr gute Analogie. Ich 
formuliere meine Frage anders. Ich bringe eine Ladung von der 
Unendlichkeit in die Nähe von Punkt A.

Welche Energie muss ich dafür aufwenden und warum, wenn die Angabe eines 
Potentials nicht möglich ist? Anders gefragt, wie sieht das elektrische 
Feld um die Leiterschleife aus. Oder versagt auch das Konzept vom 
E-Feld?


viele Grüße
André

Andre schrieb:
> Die einzige
> Maxwell Gleichung, die wir hier brauchen ist Faraday's:
>
> Integral (B dl) = - dPhi/dt.
>
> Allerdings hilft das bei der Frage überhaupt nicht weiter.

Das hilft nicht weiter, da Du sie falsch geschrieben hast. Auf der 
linken Seite muss

Integral (E dl) stehen. Und dann ist es doch klar, oder?

Andre schrieb:
> Hi,
>
> es gibt keine "virtuelle" Spannungsquelle. Man kann auch keine
> einzeichnen. Es handelt sich um Induktion. Kirchoff gilt hier nicht. Es
> gibt keine virtuelle Spannungsquelle. Eine Spannungsquelle bringt ein
> zusätzliches E-Feld ein, dass nicht existiert.
>
> viele Grüße
> Andre

Ist deine Antwort falsch!

Hi,


ok, nenn mir bitte ein Grundlagenbuch, dass das Thema adressiert. Ich 
kenne und finde kein's. Auch in den Skripten von den Hochschulen, die 
Feldtheorie diskutieren, steht nichts zu weiterführenden Fragen bzw. 
wird mein Thema mit 2 Widerständen gar nicht erst gelehrt. Stattdessen 
nur einfach Leiterschleifen. Da kommen solche Fragen gar nicht vor. Ich 
würde mich aber sehr freuen wenn du mir die dich einfache Frage 
beantworten würdest.

viele Grüße
André

Andre schrieb:
> Hallo,
>
> ok, die Wirbelsturmgeschichte ist eine sehr gute Analogie. Ich
> formuliere meine Frage anders. Ich bringe eine Ladung von der
> Unendlichkeit in die Nähe von Punkt A.
>
> Welche Energie muss ich dafür aufwenden und warum, wenn die Angabe eines
> Potentials nicht möglich ist? Anders gefragt, wie sieht das elektrische
> Feld um die Leiterschleife aus. Oder versagt auch das Konzept vom
> E-Feld?
>
> viele Grüße
> André

Die Energie die du benötigst hängt vom Weg ab. Die Frage "Welche Energie 
muss ich dafür aufwenden" macht ohne die Angabe welchen Weg deine Ladung 
geht keinen Sinn. Je nach eingeschlagenem Weg ist die benötigte Energie 
eine andere.

Hi,

ok, angehängt ist die Skizze mit dem Weg der Ladung. Die Leiterschleife 
soll in ihren Dimensionen genauso vorliegen, wie dargestellt. Sie soll 
bis zum Abstand Punkt P bewegt werden. Sagen wir in 15 mm Abstand zu 
Punkt P.

Die Bewegungsrichtung ist die ganze Zeit exakt rechtwinklig zum 
Leiterstück, in dem sich Punkt A befindet.

Wie groß ist die aufzuwendende Energie?

viele Grüße
André

Frug ich mal so in die Runde, wo ist P?

Hahahah,

hmmm. Feeding it or not feeding it. That's the question.

Macht man solche Zeichnungen auch dreidimensional...

Lerne erst einmal dein Anliegen sauber dar zu stellen.

Wirst Du richtig Chris herum liegen.

Deswegen schrieb:
> Wirst Du richtig herum liegen.

Salve

Hey Danke M.A.S!!!,

gute Empfehlung. In physics, it's concepts what matters. Kennt du diesen 
Satz? Dann verstehen wir uns :-)


Ich habe E-Technik studiert und arbeite schon ein paar Jahre. Wollte 
eigentlich nur den Gert Hagmann durchrechnen. Aber das Anwenden von 
mathematischen Konzepten wurde langweilig und beim Wiederholen der 
Theorie bin ich über eine großartige Vorlesungsreihe auf Fragen 
gekommen, die der Intuition widersprechen. Das will ich konzeptuell 
ergründen.  Ich mache gerade ein paar Versuche zur relativitischen 
Elektrodynamik, will mich aber nicht tiefer mit der 
Lorentztransformation befassen. Es kommt bald das nächste Thema. 
Eigentlich war es gar nicht geplant, so tief in Elektrodynamik 
einzusteigen, aber es ist noch zu faszinierend um damit aufzuhören.

viele Grüße
André

Andre schrieb:

> ok, die Wirbelsturmgeschichte ist eine sehr gute Analogie.

Danke für die Blumen.


> Ich formuliere meine Frage anders. Ich bringe eine Ladung
> von der Unendlichkeit in die Nähe von Punkt A.
>
> Welche Energie muss ich dafür aufwenden

Naja, das hängt i.Allg. eben vom gewählten Weg ab. Kombiniere
gedanklich den Wirbelsturm mit dem Fichtelberg.

Wenn wir den einfachen Fall annehmen, dass das Zentrum des
Wirbelsturmes genau über dem Gipfel ist, dann hängt die
aufzuwendende Energie offensichtlich davon ab, ob Du den
Berg in einer linksgängigen oder einer rechtsgängigen
Spirale besteigst: Im einen Fall bläst der Wind von hinten
und hilft Dir, im anderen von vorn und hindert Dich
zusätzlich.

Anders formuliert: Die Energie hängt vom Weg ab -- und das
ist ja auch der zentrale Grund, warum man kein Potenzial
angeben kann.

> und warum, wenn die Angabe eines Potentials nicht möglich
> ist?
> Anders gefragt, wie sieht das elektrische Feld um die
> Leiterschleife aus.

Es ist (auch) ein Wirbelfeld, d.h. es besteht aus
geschlossenen Feldlinien, die (unter anderem) in der
Zeichenebene die Leiterschleife (nicht den Leiter!)
umlaufen.

Das "auch" bezieht sich darauf, dass prinzipiell neben
dem elektrischen Wirbelfeld auch noch ein Quellenfeld
vorhanden sein kann, für das sich natürlich ein Potenzial
angeben lässt -- nur für das Gesamtfeld eben nicht.

Im Beispiel "Fichtelberg mit Wirbelsturm" sind diese zwei
Komponenten vorhanden - das Gravitationsfeld und die Kraft
des Wirbelsturmes.

> Oder versagt auch das Konzept vom E-Feld?

Nein.
Das Problem liegt nur darin, dass man sich i.d.R. ohne
spezielles Training ein elektrisches Wirbelfeld nicht
vorstellen kann :)
Das tritt m.W. nur im Kontext variabler Magnetfelder auf;
"normale" elektrische Felder sind Quellenfelder.

Hallo Andre,

> ok, nenn mir bitte ein Grundlagenbuch, dass das Thema adressiert. Ich
> kenne und finde kein's. Auch in den Skripten von den Hochschulen, die
> Feldtheorie diskutieren, steht nichts zu weiterführenden Fragen bzw.
> wird mein Thema mit 2 Widerständen gar nicht erst gelehrt. [...]
in Walter Lewins Vorlesung ueber nicht-konservative Felder kommt
genau Deine originale Fragestellung (mit Experiment) vor:
https://www.youtube.com/watch?v=nGQbA2jwkWI (ab Minute 35)

Vielleicht können angefügte Bilder einen Beitrag zur Lösung liefern.

1) Eine geöffnete Leiterschleife umschliesst ein sich änderndes magn. 
Feld. Klassische Berechnung der Induktionsspannung

2) Eine kurzgeschlossene Leiterschleife umschliesst ein sich änderndes 
magn. Feld. Es fliesst ein Strom, welcher gross genug ist, um das 
ändernde magn. Feld zu kompensieren.

3) Ein Widerstand 1 kOhm belastet die Leiterschleife, welche ein sich 
änderndes magn. Feld umschliesst. Ein Teil des sich ändernden magn. 
Feldes wird durch den Strom kompensiert. Die verbleibende magn. 
Feldänderung bewirkt die Induktionsspannung am Widerstand.

4) Zwei nebeneinander liegende, serielle Widerstände 900 Ohm und 100 Ohm 
belasten die Leiterschleife, welche ein sich änderndes magn. Feld 
umschliesst. Spezialfall von 3)

5) Zwei gegenüberliegende liegende, serielle Widerstände 900 Ohm und 100 
Ohm belasten die Leiterschleife, welche ein sich änderndes magn. Feld 
umschliesst. Spezialfall von 3)

Fazit: Eigentlich sollte uns schon der Fall 1) irritieren. Zwischen den 
offenen Anschlüssen kann eine Spannung gemessen werden. Obwohl ein 
idealer Leiter die beiden Anschlüsse verbindet.

Andre schrieb:
>Allerdings fällt es mir schwer einzusehen, dass ich von einem Punkt ein
>Potential von 900 mV und auf einem anderen Weg ein Potential von -100 mV
>überwinden muss.

Du must dir vorstellen, daß die beiden Verbindungsleitungen
zwischen den Widerständen je eine Spannungsquelle ist,
mit gleich hoher Spannung, wenn sie gleichlang sind.
Also je 0.5V.

Harlekin schrieb:
> Fazit: Eigentlich sollte uns schon der Fall 1) irritieren. Zwischen den
> offenen Anschlüssen kann eine Spannung gemessen werden. Obwohl ein
> idealer Leiter die beiden Anschlüsse verbindet.

Der Schlüssel dazu ist die Lorentzkraft, welche die Ladungsträger an ein 
Leitungsende drückt und somit eine Potentialdifferenz zwischen den 
beiden Leitungsenden erzeugt.

Erster Abschnitt von:
https://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkraft

Sowie das Kapitel:
https://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkraft#Elektromagnetische_Induktion

Weiter interessant ist:
https://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkraft#Lenzsche_Regel