Forum: HF, Funk und Felder Kraft auf stromdurchflossenen Leiterstück


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von Deike (Gast)


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Hallo
ich sitze zur Zeit an einer Aufgabe und weiß nicht ganz so genau wie ich 
die bearbeiten soll.
Die Aufgabe lautet:

In der xy-Ebene befinden sich zwei Leiterstücke. Im Leiterstück der 
Länge a entlang der y-Achse (-a/2 <= y <= a/2)fließe der Strom I1 in 
positer y-Richtung. Im Leiterstück der Länge c entlang der x- Achse (b<= 
x <= b+c) fließe der Strom I2 in positer x-Richtung.

Berechnen Sie die Kraft auf das von I2 durchflossene Leiterstück.

Also wenn ihr irgendwie Ansätze habt wie ich an die Aufgabe rangehen 
kann, wäre ich euch sehr dankbar!

Lg Deike

von Wolfgang (Gast)


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Deike schrieb:
> Also wenn ihr irgendwie Ansätze habt wie ich an die Aufgabe rangehen
> kann, wäre ich euch sehr dankbar!

Guck dir mal die seit 1948 gültige Definition vom Ampere an
https://de.wikipedia.org/wiki/Ampere#Aktuelle_Definition

von H. A. Lorentz (Gast)


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Deike schrieb:
> Also wenn ihr irgendwie Ansätze habt wie ich an die Aufgabe rangehen
> kann, wäre ich euch sehr dankbar!

Lösungen für Hausaufgaben wird dir hier (hoffentlich) niemand verraten, 
aber für den Anfang mal folgende Hinweise:

1. Skizze anfertigen. Darf hier auch gerne geteilt werden ...


Deike schrieb:
> Berechnen Sie die Kraft auf das von I2 durchflossene Leiterstück.

2. Was ist die Ursache dieser Kraft?

3. Bevor man dann den Formelsalat zubereitet, sollte man zunächst ein 
paar Gedanken an eine qualitative Lösung des Problems verschwenden: Was 
passiert mit diesem Leiter?


Nebenbei: 1 ist Standard für alle geometrischen Anordnungen, 2 ist 
Standard für alles rund um Induktion, 3 ist Standard für die gesamte 
Physik. Gar keine Idee zu haben, was man mit dieser Aufgabe so 
anfangen könnte, ist also nicht so toll, wenn man nicht gerade das erste 
Mal in seinem Leben mit Mathe/Physik in Berührung kommt.

von Gustl B. (-gb-)


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Nun, es ist kein Magnetfeld gegeben. Das wird also von I1 erzeugt und da 
der ja in y fließt und I2 in x stehen Magnetfeld(I1) und I2 senkrecht 
zueinander. b ist noch undefiniert. Das  Magnetfeld(I1) nimmt mit dem 
Abstand zur y Achse ab, also längs zum von I2 durchflossenen Leiter.

von Martin O. (ossi-2)


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Die Aufgabe macht nur Sinn, wenn (z.B. wg. Symmetrie usw.) Null 
rauskommt.
Das Magnetfeld eines endlichen geraden Leiters ist nämlich schon 
ziemlich ekelig.

von H. A. Lorentz (Gast)


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Martin O. schrieb:
> Die Aufgabe macht nur Sinn, wenn (z.B. wg. Symmetrie usw.) Null
> rauskommt.

Es kommt nicht Null raus und die Aufgabe macht trotzdem Sinn.


Martin O. schrieb:
> Das Magnetfeld eines endlichen geraden Leiters ist nämlich schon
> ziemlich ekelig.

Die ekeligen Teile interessieren aber gar nicht.


Aber der TE scheint ohnehin das Interesse verloren zu haben. Vielleicht 
war das auch nie da - man weiß es nicht ...

von Martin O. (ossi-2)


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@H.A.Lorentz
Wie berechnest Du denn das Magnetfeld eines endlichen Leiterstücks ?

von Gustl B. (-gb-)


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Ich vermute das ist hier irrElefant. Weil der Leiter in x-Richtung genau 
bei der Hälfte des Leiters in y-Richtung diesen kreuzt kann man 
annehmen, dass das Feld dort homogen symmetrisch um die x-Achse nach 
oben und unten gleich ist. In positive und negative x-Richtung wird es 
schwächer, symmetrisch um die y-Achse mit dem Abstand zu ihr. Nur ist 
der Leiter in x-Richtung nicht symmetrisch um die y-Achse sondern um b 
verschoben wenn ich das richtig interpretiere.

von Elektrofan (Gast)


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> Im Leiterstück der Länge c entlang der x- Achse (b<=
> x <= b+c) fließe der Strom I2 in positer x-Richtung.

>> Weil der Leiter in x-Richtung genau
>> bei der Hälfte des Leiters in y-Richtung diesen kreuzt kann man
>> annehmen, ...

Falls b>0, gibt es keine Kreuzung.

von Gustl B. (-gb-)


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Ja, aber der Leiter in x-Richtung ist dann immernoch senkrecht zum 
Magnetfeld vom Leiter in y-Richtung. Ohne Kreuzung nimmt das Magnetfeld 
dann entlang des Leiters in x-Richtung ab. Mit Kreuzung würde es in 
positive und negative x-Richtung abnehmen oder eben aus beiden Seiten 
richtung Kreuzung zunehmen.

von Elektrofan (Gast)


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Falls b=-c/2 (und bei auch sonstiger Symmetrie der Anordnung) wäre die 
resultierende Kraft auf den Leiter in x-Richtung=0.
(Durch das dann gegebene Kräftepaar gäbe es ein Drehmoment auf ihn.)

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