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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Widerstand begreifen


Autor: Azubi (Gast)
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Ich habe ein Problem beim Begreifen eines Widerstandes. Ich hoffe ihr 
könnt mir helfen.
In einem einfachen elektrischen Stromkreis z.B. Batterie und Glühlampe 
ist die Batterie bald leer. Die Energie die erst in der Batterie war 
wurde über den Widerstand (Glühlampe) in Wärme und etwas Licht 
umgewandelt. Soweit verstehe ich das.
Nun haben wir auch was über einen magnetischen Kreis gelernt. Also z.B. 
ein Kreis aus einem Permanentmagnet einem Eisenrückschluss und einem 
Luftspalt. Der Lehrer hat gesagt der Eisenkreis und der Luftspalt haben 
einen magnetischen Widerstand. Aber warum wird hier die Batterie 
(Magnet) nicht leer? Der Lehrer hat gesagt weil der Widerstand vom 
Luftspalt sehr groß ist. Aber irgendwie kann das nicht sein. Wenn ich 
gar keinen Luftspalt habe und nur Eisen wird er Magnet auch nicht leer. 
Wo ist mein Denkfehler?

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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Analogien sind manchmal ganz gut, um Sachen zu verstehen, manchmal sind 
sie aber kontraproduktiv.
Was der Lehrer erzählt (mit dem grossen magn. Widerstand) ist natürlich 
Quark, Notantwort mangels Wissens.
Der Grundunterschied: das Magnetfeld verrichtet keine Arbeit. Der Aufbau 
gleicht dann eher einer Spannungsquelle, deren Anschlüsse sich z.B. an 
einer Funkenstrecke gegenüberstehen. Jetzt hast du da ein elektrisches 
Feld. Die Spannungsquelle wird nicht leer (von Leckströmen mal 
abgesehen), da kein Strom fliesst und somit keine Arbeit verrichtet 
wird.

Autor: The_ride (Gast)
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Hi!

Was meinst du mit " Aber warum wird hier die Batterie
(Magnet) nicht leer?"

Meist du warum der Magnet nicht leer wird ???

Quelle Wiki
http://de.wikipedia.org/wiki/Magnet

Dauermagnetherstellung [Bearbeiten]

Mit Hilfe eines von einem anderen magnetischen Körper oder durch 
elektrischen Strom erzeugten Magnetfeldes können ferromagnetische Stoffe 
vorübergehend (sogenannter induzierter Magnetismus) oder dauerhaft durch 
Ausrichtung der Weiss-Bezirke selbst zu Magneten werden.

Auf diese Weise werden übliche Dauermagnete hergestellt.

und
http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetischer_Widerstand

cya The_ride

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Der Unterschied ist dass der Strom im Widerstand Arbeit verrichtet, der 
magnetische Fluss im Eisen aber nicht. Deshlab wird die Batterie leer, 
der Magnet aber nicht.

Autor: Azubi (Gast)
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H.joachim Seifert schrieb:
> Der Aufbau
> gleicht dann eher einer Spannungsquelle, deren Anschlüsse sich z.B. an
> einer Funkenstrecke gegenüberstehen. Jetzt hast du da ein elektrisches
> Feld. Die Spannungsquelle wird nicht leer (von Leckströmen mal
> abgesehen), da kein Strom fliesst und somit keine Arbeit verrichtet
> wird.

Danke! Das leuchtet mir ein. Aber dann ist ja der Luftspalt oder im 
Beispiel die Funkenstrecke ein Kondensator und kein Widerstand. In allen 
Büchern steht aber immer Widerstand. Hat Eisen oder Luft doch keinen 
magnetischen Widerstand?

Autor: Azubi (Gast)
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The_ride schrieb:
> und
> http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetischer_Widerstand

Das hatte ich schon gelesen. Aber bei einem elektrischen Widerstand ist 
die Leistung über dem Widerstand P = U*I. Warum ist dann beim 
magnetischen Widerstand nicht die Leistung über dem Widerstand P = Um * 
phi?

Autor: PI314 (Gast)
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Azubi schrieb:
> Aber dann ist ja der Luftspalt oder im
> Beispiel die Funkenstrecke ein Kondensator und kein Widerstand. In allen
> Büchern steht aber immer Widerstand.

Schaltet man in Reihe eine Konstantstromquelle mit einem "normalen" 
Wiederstand und einem Kondensator, wird die Baterie ja auch nicht leer. 
Warum? Weil der Kondensator einen hohen Wiederstand hat.
Der Knackpunkt ist, dass alle "Elemente" eines Kreises alle 
Eigenschaften gleichzeitig aufweisen. Hat man eine bestimmte 
Fragestellung diesbezüglich, so muss man sich für irgendeine 
entscheiden, die für diese Fragestellung am meisten Bedeutung hat. 
Generel ist aber nicht verkehrt, einen Kondensator ein Wiederstand zu 
nennen :)

Autor: Thorsten (Gast)
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Azubi schrieb:
> Das hatte ich schon gelesen. Aber bei einem elektrischen Widerstand ist
> die Leistung über dem Widerstand P = U*I. Warum ist dann beim
> magnetischen Widerstand nicht die Leistung über dem Widerstand P = Um *
> phi?

Du darfst bei solchen Analogien nicht den Fehler machen und versuchen 
alle Zusammenhänge, die dir bekannt sind auf die Analogie zu beziehen.

Die elektrische Spannung gibt man in Volt an, die magnetische Spannung 
in Ampere. Daran siehst du schon, dass zwar der Name der gleiche ist, 
aber die Einheit eine ganz andere. Bei solchen Analogien geht es nur 
darum sich eine bekannte Ausgangssituation wie den elektrischen Kreis 
auf eine andere Situation umzudenken (hier: magnetischer Kreis). Es geht 
um Veranschaulichung nicht um Einheiten.

Wenn man es genau nimmt, würde das Produkt aus magnetischer Spannung 
(Einheit: A) und magnetischem Fluss (Einheit: Vs) keine Leistung, 
sondern eine Energiegröße (VAs) ergeben (ob diese Multiplikation nun 
einen physikalischen Sinn hat, weiß ich nicht). Eine Analogie hat also 
immer auch Tücken, denn sie hat immer ihre Grenzen, die man kennen muss.

@PI314:
Ich frag mich, was zuerst kommen wird. Dass es alle mal schaffen werden 
"Widerstand" ohne ie zu schreiben oder ob sich der Duden den Menschen 
anpassen wird und irgendwann "Wiederstand" enthält.

Autor: Azubi (Gast)
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Thorsten schrieb:
> Wenn man es genau nimmt, würde das Produkt aus magnetischer Spannung
> (Einheit: A) und magnetischem Fluss (Einheit: Vs) keine Leistung,
> sondern eine Energiegröße (VAs) ergeben (ob diese Multiplikation nun
> einen physikalischen Sinn hat, weiß ich nicht). Eine Analogie hat also
> immer auch Tücken, denn sie hat immer ihre Grenzen, die man kennen muss.

Der Magnetkreis scheint irgendwie aus der Reihe zu tanzen. Sonst stimmt 
es eigentlich.
[Elektrische Spannung * elektrischer Strom] = Watt
[Geschwindigkeit * Kraft] = Watt
[Drehmoment * Winkelgeschwindigkeit] = Watt
[Entropiestrom * Temperatur] = Watt

Autor: PI314 (Gast)
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Thorsten schrieb:
> Ich frag mich, was zuerst kommen wird.

Im philosophischen Sinne könnte man versuchen, die Vergangenheit in die 
Zukunft zu extrapolieren, was dann eher Richtung Duden anpassen 
deutet... was aber selbst die Nichtmuttersprachler wie ich sehr 
bedauernd finden. Von daher werden diese Verbrecher zweifelsohne den 
umgekehrten Weg anstreben, was dann wiederum - dank dem wertvollen Tipp 
von Dir - etwas schneller gehen sollte :)

Azubi schrieb:
> Der Magnetkreis scheint irgendwie aus der Reihe zu tanzen.

In der Natur (zumindest - in dem uns bekannten Teil des Universums) 
tanzt nichts aus der Reihe! Ein Magnetfeld hat eine bestimmte Menge von 
Energie. Von der Leistung kann man aber erst dann sprechen, wenn diese 
Energie irgendeine Arbeit verrichtet, was für ein Magnetkreis mit dem 
konstanten Magnetfeld nicht der Fall ist. Von daher ist die 
Multiplikation zwar nicht unsinnig, hat aber nicht mit der Leistung, 
sondern immer noch mit der "Energiemenge" zu tun. Eine Leistung als 
solche kommt erst dann ins Spiel, wenn man von einem wechselnden 
Magnetfeld spricht, das z.B. in einem Leiter einen elektrischen Strom 
induziert oder zumindest den Kern der Spule erhitzt. Da merkt man, dass 
die Leistung zumindest noch von der Gegenwirkung abhängig sein muss -> 
kann sich also aus der bloßen Multiplikation "Strom" * "Spannung" nicht 
ergeben.

Die Analogie mit dem Stromkreis mag auf den ersten Blick etwas 
verwirrend zu wirken, ist aber trotzdem durchaus sinnvoll. Man braucht 
sie, um die kirchhoffschen Gesetze an den Magnetkreis anwenden zu 
können. Unter 
http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetkreis#Magnetischer_Fluss steht das 
mehr oder weniger verständlich erklärt.

Autor: Azubi (Gast)
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PI314 schrieb:
> Unter
> http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetkreis#Magnetischer_Fluss steht das
> mehr oder weniger verständlich erklärt.

Danke! Das hat mir wirklich geholfen. Nun tanzt der Magnetkreis nicht 
mehr aus der Reihe.
Sogar die Einheiten stimmen nun.

Autor: PI314 (Gast)
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Schön! Dabei ist aber wichtig anzumerken, dass es bei P um "irgendeine" 
Leistung handelt, die von "irgendetwas" (aber nicht vom Magnetfeld!) 
erbracht werden muss, um den magnetischen Fluss um [delta Phi] in der 
Zeit [delta t] zu verändern. WIE und WO genau diese Änderung zustande 
kommt, ist durch die Formel gar nicht definiert :)

Autor: Norb (Gast)
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Ich hab mir die Diskussion mal durchgelesen und hab jetz den folgenden 
Aufhänger:

Also, in dem Moment wo ein Magnet einen Eisennagel vom Boden auf etwa 
10cm höhe gehoben hat, wird vom Magnet doch eine Arbeit verrichtet!? 
Dass aber der Magnet davon schwächer wird, kann ich mir nicht 
vorstellen.

Was ist das dann, wenn ich Arbeit verrichten kann ohne, dass der Magnet 
an Kraft verliert, die dann als abgegebene Energie bezeichnet werden 
könnte?

Autor: Lukas (Gast)
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Hi Norb

Das Magnet baut ein Potential auf. Der Nagel auf dem Boden hat also eine 
gewisse potentielle Energie. Diese Energie verrichtet die Arbeit um den 
Nagel anzuheben (und geht in potentielle Energie der Erdanziehung über). 
Wenn der Nagel am Magneten ist, hat er also weniger potentielle Energie 
als, wenn er am boden liegt, solange man nur das Potential des Magnetes 
betragchtet.

Bei einer Batterie hast du im Prinzip genau die gleiche Situation. Eine 
geladene Batterie baut ein Potential auf. Ein Elektron, das sich beim 
"-"-Pol befindet hat mehr potentielle Energie, als ein Elektrom am 
"+"-Pol. Aber hier sind die Elektronen nicht nur Dinge im Potentialfeld 
(wie oben der Nagel), sondern sie erzeugen eben auch das Potentialfeld 
(wie oben der Magnet). Wird den Elektronen potentielle Energie entzogen 
(und in Wärme umgewandelt) wird das Potential der Batterie schwächer, 
sie wird "entladen".

Gruss Lukas

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