Habt ihr den Streit (nein, Drama trifft es besser!) mitbekommen der zwischen Dr. Walter Lewin vom MIT und unserem allseits beliebten Elektro-Entertainer ElectroBOOM entbrannt ist? Dr. Lewin behauptet das zweite Kirchhoffsche Gesetz funktioniert nicht mehr sobald magnetische Wechselfelder involviert sind. Ich hab meine Meinung dazu, und ich tendiere stark dazu mich auf die Seite von Kirchhoff zu schlagen. Lewin mag ein brillianter Theoretiker sein, aber mangels praktischer Erfahrung versteigt er sich in fehlerhafte Interpretationen seines eigenen Versuchsaufbaus wie zum Beispiel "Two voltmeters connected to the same two points", offensichtlich hat er in unzulässiger Weise alle gekoppelten Induktivitäten in deren Zuleitung unterschlagen und auch die Induktivitäten in der Schleife! Er malt Knoten hin wo sich in der Realität noch Impedanzen befinden. Da der Schaltplan nun nicht mehr die Realtät abbildet kommt er zu völlig absurden Ergebnissen wenn er versucht Kirchhoff anzuwenden und kommt zum Schluß das Kirchhoff nicht mehr gilt! Alle die Kirchhoff's Maschenregel verteidigen bezeichnet er als "Flat Earthers". Ich glaube aber er wirft mit Steinen im Glashaus. Das ganze hat Crackpot-Qualitäten. Offenbar ist nichtmal der Lehrkörper am MIT davor gefeit. ElectroBOOM's Interpretation: https://www.youtube.com/watch?v=0TTEFF0D8SA Lewin's Videos: https://www.youtube.com/watch?v=nGQbA2jwkWI (die SUPER DEMO kommt ganz am Ende der Vorlesung) https://www.youtube.com/watch?v=LzT_YZ0xCFY https://www.youtube.com/watch?v=wz_GqO-Urk4 https://www.youtube.com/watch?v=f3-SfzepuPs
Noch nie zuvor davon gehört - aber offenbar herrscht auch am MIT ganz böser Fachkräftemangel - und/oder die "hohe Qualität", für das die Marke "MIT" mal stand, ist auch endgültig ein Ding der Vergangenheit, und man ist im postfaktischen, geisteswissenschaftlichen Zeitalter angelangt. Frage: Gibt es von diesem Dr. dazu ein "ordentliches", peer-reviewedes Paper? Bin grad zu faul zum Suchen - nicht zuletzt, da es mich nun eigentlich so gar nicht interessiert, was dieser Dr. da absondert - blöde YouTube-Videos zu basteln und andere versucht zu diskreditieren, statt sich offen Argumenten hinsichtlich seines Experiments, Modells und seiner Schlussfolgerungen gegenüber zu zeigen zeugt alles andere als von einer guten wissenschaftlichen Praktik und Herangehensweise - im Gegenteil erinnert genau seine Arbeit an das typische "wissenschaftliche" Vorgehen der (intellektuelleren) Flacherdler. Wennste Bock hast, kannste ihn ja mal bei seinem Arbeitgeber anschwärzen, da er auf Grund der Herausstellung seines Arbeitgebers durch seine extrem unwissenschaftliche, populistische Art und seine Ad-Hominem-Attacken den Ruf des MIT nachhaltig zu schädigen droht.
Die Frage lässt sich leicht beantworten: Guckst du Maxwell-Gleichung Nummer 2, da steht rotE=-dB/dt (In differentieller Form). Anders gesagt: Das Integral einer geschlossenen Kurve (->Masche) ist - mit dem Satz von Gauss - offensichtlich nicht mehr Null im E-Feld, wenn sich die magentische Flussdichte ändert. Heißt ja nicht umsonst auch Induktionsgesetz, denn wie soll sonst in einer geschlossenen Schleife eine Spannung induziert werden?
Zitat Wikipedia "Sie [die Maschenregel] gilt nur für den Fall, dass innerhalb der Masche keine Änderung des magnetischen Flusses erfolgt" https://de.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffsche_Regeln Ich habe den Streit noch nicht mitbekommen, muss aber hier ... >Dr. Lewin behauptet das zweite Kirchhoffsche Gesetz funktioniert nicht >mehr sobald magnetische Wechselfelder involviert sind. ...diesem Menschen zustimmen.
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Toni Tester schrieb: > Wennste Bock hast, kannste ihn ja mal bei seinem Arbeitgeber > anschwärzen, Da ist er vor einiger Zeit rausgeflogen (aber wegen was anderem) wenn ich das richtig gelesen habe, das Vorlesungsvideo ist älter, die anderen wo er mit Haribo um den Hals rumhampelt sind aktuell. Ich nehme an aufgrund seines Alters hat die Geisteskraft nachgelassen.
Maxwell schrieb: > Guckst du Maxwell-Gleichung > Nummer 2 Oder Nummer 3, die nummeriert jeder scheinbar anders.
Bernd K. schrieb: > allseits beliebten Elektro-Entertainer ElectroBOOM Nimmt diesen Hampelmann irgendjemand auch nur ansatzweise ernst?
nein, nicht mal er selbst. ;) :p 1a Wissenschaftsentertainment :D
Bernhard S. schrieb: > "Sie [die Maschenregel] gilt nur für den Fall, dass innerhalb der Masche > keine Änderung des magnetischen Flusses erfolgt" Was ist wenn man die räumlich ausgedehnten Drähte als gekoppelte Induktivitäten modelliert und die Verbindungen dazwischen dann wirklich nur noch Knoten ohne räumliche Ausdehnung sind? dann hat man wieder eine Masche ohne räumliche Ausdehnung und somit ohne Einfluß von Induktion auf die Masche ganz im Sinne von Kirchhoff und sämtliche Induktion und deren Effekte wurde in die entsprechenden Bauteile verlagert. Insbesondere stolpere ich über seine Aussage "two voltmeters connected to the exact same points", ich bezweifle nicht was sie anzeigen, das ist unstrittig, aber IMHO sind die Voltmeter eben nicht so angeschlossen wie er es in seiner Skizze hingemalt hat sonst würden sie (per Definition!) die selbe Spannung messen, diese Aussage "same points" ist also Käse, sie haben gekoppelte Induktivitäten in ihren Zuleitungen und hängen somit nicht an den eingezeichneten Punkten, messen also mitnichten die Spannung zwischen genau diesen Punkten. Eine Schaltung ändert nicht ihr Verhalten wenn ich im Schaltplan(!) die Leiterbahn anders verlege. Wenn die betreffende Leiterbahn in Wirklichkeit eine Induktivität ist die eine ganz erhebliche Rolle in der Funktion der Schaltung spielt dann male ich eine Induktivität in den Plan, in seinem Fall hätte er mindestens 6 gekoppelte Induktivitäten einzeichnen müssen! Und die Verbindungen die danach übrig bleiben sind dann wirklich nur noch Netzknoten ohne räumliche Ausdehnung. Ein Simulator oder ein Mensch mit Bleistift und Papier kann dann wieder schön die Maschenregel anwenden wenn er seine Gleichungssysteme löst, auch wenn es in der Praxis etwas knifflig wäre die Spannungen auch tatsächlich zu messen. Er malt eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen an die Tafel und behauptet das sei ein Kirchhoffscher Maschenknoten und der funktioniert nicht (oh Wunder), aber in Wirklichkeit ist es eine Induktivität und er braucht erheblich mehr Bauteile und Knoten um das mit Kirchhoff zu modellieren, und dann käme auch das richtige Ergebnis raus. Das ist der strittige Punkt! Oder mit anderen Worten: Kirchhoffs Masche hat überhaupt keine räumliche Ausdehnung, sie ist nur ein mathematisches Konstrukt und kann somit auch nicht "innerhalb" (es gibt kein innerhalb) von einem magnetischen Fluss durchströmt werden! Jede räumliche Ausdehnung eines Leiters (Induktivität) muß durch ein entsprechendes Bauteil mit diesen Eigenschaften modelliert ẃerden und die resultierende Masche kollabiert dann zu einer Fläche von null und die wird nicht durchströmt!
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Ein anderer MIT Prof hat sich noch eingeschaltet und ein Paper verfasst, siehe Anhang. In einem Video hat Lewin die beleidigte Leberwurst gespielt, weil, sinngemäss, "sich ein Typ, der nur einen Master in Elektrotechnik hat, meine Aussagen anzweifelt". Es ging also nie wirklich um die Sache, sondern nur darum, dass ein "dummer Ingenieur" den weisen Worten eines grossen Doktors widersprochen hat. Eine ganz lustige Aussage von Lewin war (finde allerdings das Video nicht mehr), dass über einer Induktivität keine Spannung anliegen würde, da eine Induktivität eben nur ein Draht sei und damit einen Widerstand von 0 habe und somit auch keine Spannung anläge. Also irgendwie absurd.
Bernd K. schrieb: > Kirchhoffs Masche hat überhaupt keine räumliche Ausdehnung Wenn ich genauer drüber nachdenke hast du eigentlich Recht und das klingt für mich vernünftiger als die Wikipedia - basierte Definition. Eine Verbindung im Schaltplan sollte keine Eigenschaften wie Induktivität oder induzierte Spannung haben. Ich muss mir heute Abend Electroboom dazu anschauen, ich finde den immer ganz amüsant.
So ein Durchschnitts-Ami schaut alle 13 Minuten auf sein Smartphone (80 Mal am Tag) - demnach müssen deren Gehirne sich in üblem Zustand befinden ...
Tobias P. schrieb: > Ein anderer MIT Prof hat sich noch eingeschaltet... Das macht die Sache noch komplizierter, denn er hat ja dadurch eine weitere Masche erzeugt. Wenn es ihm andere Kollegen nachtun, dann hat man in kürzester Zeit einen kirchhoffschen Pullover.
Bernd K. schrieb: > Dr. Lewin behauptet das zweite Kirchhoffsche Gesetz funktioniert nicht > mehr sobald magnetische Wechselfelder involviert sind. OMG, wann kommt denn der (selbsternannte) "Experte", der Kirchhoff anzweifelt, weil in seinem Versuchsaufbau Thermospannungen auftreten oder der piezoelektrische Effekt Spannungen in keramischen Kondensatoren erzeugt? Genauso könnte man die kapazitiven Erdströme, die bei umrichtergespeisten Maschinen von der Wicklung in das Motorgehäuse fließen, als Verletzung von Kirchhoff postulieren... Ich sage nur: Elfenbeinturm! Grüßle Volker
Volker B. schrieb: > Genauso könnte man die kapazitiven Erdströme, die bei > umrichtergespeisten Maschinen von der Wicklung in > das Motorgehäuse fließen, als Verletzung von Kirchhoff > postulieren... Nun ja, genau das ist der didaktische Kunstgriff, den z.B. K. Simonyi verwendet, um den Verschiebungsfluss anschaulich zu motivieren: Er legt eine geschlossene Hüllfläche um EINE Platte des Plattenkondensators und fragt dann nach der Gültigkeit des Knotenpunktsatzes. > Ich sage nur: Elfenbeinturm! Eher: Betriebsblindheit. Jedes vernünftige Lehrbuch, in dem Filtertheorie besprochen wird, weist vorn darauf hin, dass die Betrachtungen auf Minimalphasensysteme beschränkt werden. Weiter hinten wird dann geklagt, dass man beim Filterentwurf ja leider immer einen Kompromiss zwischen Amplituden- und Phasengang schließen muss. Dass das KEINESWEGS ein Naturgesetz ist, sondern NUR daher rührt, dass man sich von vornherein auf solche Systeme festgelegt hat, ist aus dem Blickfeld geraten. Ich kenne EINE EINZIGE Monographie, die den allgemeinen Fall behandelt.
Hallo, > Habt ihr den Streit (nein, Drama trifft es besser!) mitbekommen der > zwischen Dr. Walter Lewin vom MIT und unserem allseits beliebten > Elektro-Entertainer ElectroBOOM entbrannt ist? > > Dr. Lewin behauptet das zweite Kirchhoffsche Gesetz funktioniert nicht > mehr sobald magnetische Wechselfelder involviert sind. Da hat Professor Lewin zweifelsohne Recht. So funktionieren nun mal das Induktionsgesetz und elektrische Wirbelfelder: Links steht die Summe aller Spannungen einmal im Kreis herum, also gewissermaßen das "Spannungsungleichgewicht":
und rechts steht, wie groß dieses Ungleichgewicht ist:
Der Vorgang ist, nebenbei gesagt, sehr intuitiv: - Ungleichgewicht erzeugt Veränderung - Gleichgewicht bewirkt Unveränderlichkeit. An einer hochfrequent betriebenen Spule lässt sich der Zusammenhang besonders leicht erklären: - zwischen den Klemmen (in der Luftstrecke) existiert ein E-Feld; über diese Strecke lässt sich also eine "Spannung" integrieren - zwischen den Klemmen (englang der Drähte) existiert entsprechend dem Ohm'schen Gesetz aufgrund des geringen Widerstands und der geringen Stromstärke praktisch kein E-Feld; über diese Strecke lässt sich also keine "Spannung" integrieren. In meinem Schulunterricht zeige ich das Spannungsungleichgewicht normalerweise an einem einfachen Stromkreis mit zwei verschieden großen Widerständen, wobei der Strom durch einen bewegten Permanentmagneten angetrieben wird. Die Spannungen lassen sich leicht mit einem Zero-Drift-Amplifier um einen Faktor von 400...1000 verstärken und dann am Oszilloskop anzeigen. Viele Grüße Michael
Tobias P. schrieb: > In einem Video hat Lewin die beleidigte Leberwurst gespielt, weil, > sinngemäss, "sich ein Typ, der nur einen Master in Elektrotechnik hat, > meine Aussagen anzweifelt". Es ging also nie wirklich um die Sache, > sondern nur darum, dass ein "dummer Ingenieur" den weisen Worten eines > grossen Doktors widersprochen hat. Es ging einfach darum, dass Elektroboom Unrecht hat und offensichtlich (trotz seines Masters) über den Spannungsteiler hinaus auch kein Wissen der theoretischen Elektrotechnik besitzt. Das deutsche Äquivalent wäre wohl der FH-Absolvent, der versucht, mit Promovierten eine Diskussion zu führen.
Egon D. schrieb: > Ich kenne EINE EINZIGE Monographie, die den allgemeinen Fall behandelt. Verrätst Du mir welche?
Wenn ich mich Recht erinnere wurde im Studium das Kirchhofsgesetz spasseshalber aus den Maxwell Gleichung abgeleitet in dem das DGL-System durch einige Randbedingungen vereinfacht wurde (?quasistationäre Lösung?). Eine dieser Randbedingungen betraf wohl die magnetischen Felder und Kirchhoff beobachtete seine Stromkreise ohnehin Abstrahlungsfrei. Die Abstrahlung v. EM-Wellen entdeckte erst ein gewisser Heinrich Hertz einige Jahrzehnte nach Kirchhof. Damals konnte man sich nicht mal eben einen Generator im kHz Bereich von C****d liefern lassen.
Kalle schrieb: > Das deutsche Äquivalent wäre wohl der FH-Absolvent, der versucht, mit > Promovierten eine Diskussion zu führen. klar ? du bist einer der ganz schlauen, was?
Ohne mich mit dem Dr. und den Videos befasst zu haben (das hole ich heute abend nach): Dafür, daß Kirchhoff angeblich Bullshit ist, sind wir damit insgesamt ziemlich weit damit gekommen. Und das ausnahmslos jedes klassische physikalische Naturgesetz meist nur einen einzigen Zusammenhang beschreibt und damit nur unter radikalen Vereinfachungen und Unschärfen (die in der Natur praktisch nie vorkommen) so angewandt werden kann, wird ein MIT-Wissenschaftler sicherlich wissen. Und das Schaltpläne keinesfalls die physikalische Realität beschreiben, sondern vielmehr eine grobe Annäherung der tatsächlichen Gegebenheiten sind, ebenfalls. Kleiner Nachtrag: Der Wikipediaartikel über ihn sieht eigentich erstmal recht beeindruckend aus. Ich glaub ich werd mir das wirklich erstmal ansehen, was er da meint (oder ob irgendetwas Wichtiges, was er sagte, vergessen wurde mitzuliefern und seine Aussage nur grob verfälscht wiedergegeben wurde). https://en.wikipedia.org/wiki/Walter_Lewin
Wühlhase schrieb: > sondern vielmehr eine grobe Annäherung... Mit "groben Annäherungen" scheint sich der Dr. wohl auch befasst zu haben...
Hallo, > Oder mit anderen Worten: Kirchhoffs Masche hat überhaupt keine räumliche > Ausdehnung, sie ist nur ein mathematisches Konstrukt und kann somit auch > nicht "innerhalb" (es gibt kein innerhalb) von einem magnetischen Fluss > durchströmt werden! Genau. Und aus diesem Grund eignet sich die Maschengleichung nicht dazu, Aussagen über Stromkreise zu treffen, bei denen Flussdichteänderungen relevant sind. Viele Grüße Michael
Michael L. schrieb: > Hallo, > >> Oder mit anderen Worten: Kirchhoffs Masche hat überhaupt keine räumliche >> Ausdehnung, sie ist nur ein mathematisches Konstrukt und kann somit auch >> nicht "innerhalb" (es gibt kein innerhalb) von einem magnetischen Fluss >> durchströmt werden! > Genau. Und aus diesem Grund eignet sich die Maschengleichung nicht dazu, > Aussagen über Stromkreise zu treffen, bei denen Flussdichteänderungen > relevant sind. Doch. Du verlagerst nur Deine Flußdichteänderung in ein Bauteil mit 2 Anschlüssen und betrachtest das von außen. Schon gehts wieder.
Bernd K. schrieb: > och. Du verlagerst nur Deine Flußdichteänderung in ein Bauteil mit 2 > Anschlüssen und betrachtest das von außen. Schon gehts wieder. Das entspricht dann aber nicht unbedingt der physikalischen Realität, wo sich magnetische Felder nicht abschirmen lassen (außer mit supraleitenden geschlossenen Flächen), und daher unbegrenzte Ausdehnung haben... Es funktioniert ja aber natürlich, weil die Induktivität eben über die induzierte Spannung definiert ist, und man sie daher so wählen kann, dass der Induktionsterm genau der physikalischen Abweichung entspricht. Potentiell dürfte es aber kompliziert werden, wenn man ein verflochtenes Netzwerk von realen Leiterschleifen hat, und inhomogene Felder, dann wird man vermutlich ein recht komplexe Netzwerk von idealen Spulen benötigen, damit die Kirchhoff-Regel so gültig bleibt. Nebenbei gilt die Knotenregel auch nur dann, wenn man davon ausgeht, dass ein Knoten seine Ladungsdichte nicht ändern kann (siehe Kontinuitätsgleichung). Auch hier ergibt sich ein Widerspruch zwischen physikalischer Realität und idealisiertem Schema, was sich aber durch Einführung von Kapazitäten im Schaltplan beheben lässt...
Maxwell schrieb: > Das entspricht dann aber nicht unbedingt der physikalischen Realität, Um die Realität abzubilden hat man auch noch Spulen und Kondensatoren die man in seinen Schaltplan an gegebener Stelle einfügen kann (muss). Wenn man diese ganzen parasitären Elemente alle noch mit einfügt dann erhält man einen Schaltplan ohne räumliche Ausdehnung bei dem jede Verbindung wirklich nur noch ein Knoten mit Ausdehnung 0 ist und Kirchhoff wird wie gewohnt funktionieren. Die Verbindungen zwischen den Widerständen im strittigen Schaltplan sind keine Knoten! Sie sind im Versuchsaufbau absichtlich als Spule konzipiert (Hauptzweck des Versuches) aber nicht als solche im Schaltplan eingetragen! Man kann nicht etwas als Knoten bezeichnen was in Wirklichkeit gar kein Knoten ist (also den komplett falschen Schaltplan hinmalen) und sich dann beschweren daß der Schaltplan was anderes vorhersagt als die Realität. Warum funktioniert sowas wie SPICE (welches allein auf Kirchhoff basiert und auf sonst nichts)? Weil die Netzliste keine räumliche Ausdehnung hat und alle derartigen Effekte in spezielle Bauteile (Spulen und Kondensatoren) ausgelagert werden und übrig bleibt eine Netzliste mit Kirchhoffschen Knoten und Maschen ohne jegliche geometrische Dimension.
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Bernd K. schrieb: > Um die Realität abzubilden hat man auch noch Spulen und Kondensatoren > die man in seinen Schaltplan an gegebener Stelle einfügen kann (muss). > Wenn man diese ganzen parasitären Elemente alle noch mit einfügt dann > erhält man einen Schaltplan ohne räumliche Ausdehnung bei dem jede > Verbindung wirklich nur noch ein Knoten mit Ausdehnung 0 ist und > Kirchhoff wird wie gewohnt funktionieren. genau. Bei HF-Schaltungen muss man ja die Leitungen oft sogar einzeichnen, wie z.B. hier: https://www.semanticscholar.org/paper/A-2.62-GHz-class-F-power-amplifier-with-and-line-Mohammed-Hussaini/97f96504aa8e143395dfe86ff750485d1fc688c5/figure/3 eben weil sie eine gewisse Ausdehnung haben, die für die Funktion relevant ist. (Beispiel einfach wahllos aus Google Bildersuche herausgegriffen).
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Bernd K. schrieb: > Um die Realität abzubilden hat man auch noch Spulen und Kondensatoren > die man in seinen Schaltplan an gegebener Stelle einfügen kann (muss). Und Stromquellen. Und Spannungsquellen. Letztere hat der gute Mann in seinem Schaltplan vergessen. Ich hab mir das Video von diesem Herrn Doktor jetzt auch mal angesehen (nur die ersten acht Minuten, die waren schon voll genug mit Tiraden, ich denke sein Punkt ist auch so klar). Zwei Spannungsquellen (je eine zwischen A1 und A2 und D1 und D2) einfügen, die jeweils der halben induzierten Spannung entsprechen, dann stimmt Kirchhoff wieder. Im Großen und Ganzen zeichnet (eher malt) der Typ einen Schaltplan, interpretiert Gegebenheiten hinein die der Plan nicht hergibt und nimmt das als Beweis, das sich alle Physiker und Ingenieure der letzen >150 Jahre geirrt haben. Physiklehrer putzt er besonders runter. Sein Fehler mit den Punktpaaren A1/D1 und A2/D2 wird so richtig bitter, wenn er erklärt, daß er auf beiden Seiten eine andere Spannung messen würde. Obwohl sein Voltmeter auf jeder Seite ja am gleichen Knoten hängen würde. Normalerweise würde ich sagen, der Typ hat von Elektrotechnik schlicht keine Ahnung. Daß ich sowas jemals von einem MIT-Professor sagen würde, hätte ich aber nicht gedacht. Was mir allerdings wirklih Angst macht, sind die Kommentare unten drunter. Lauter Zeug wie "Vielen Dank für die Erklärung, jetzt verstehe ich Physik so gut, ...". Das ist beängstigend. Nachschlag: Ich hab mir auch mal das Statement von ElectroBOOM angesehen. Genauso hab ich mir das auch gedacht. Mir gefällt auch sein Ansatz, sich zuerst in Frage zu stellen. Das Zitat von Hawking merk ich mir.
Wühlhase schrieb: > Sein Fehler mit den Punktpaaren A1/D1 und A2/D2 wird so richtig bitter, > wenn er erklärt, daß er auf beiden Seiten eine andere Spannung messen > würde. Obwohl sein Voltmeter auf jeder Seite ja am gleichen Knoten > hängen würde. Ganz schön mutig, hier in fünf Absätzen die Erklärungen von Lewin abzuhandeln, wenn man offensichtlich nicht einmal die Grundsätze versteht.
Dann wirst du mir ja sicherlich gleich erklären können was ich nicht verstanden habe, und wo der Lewin richtig liegt. Ich lerne ja gerne dazu. :)
Nachschlag: Sorry Kalle, vergiss meinen Post, ich nehm alles zurück. Mit Intelligenztrollen zu schreiben ist nutzlos.
Dumdi D. schrieb: > Egon D. schrieb: >> Ich kenne EINE EINZIGE Monographie, die den >> allgemeinen Fall behandelt. > > Verrätst Du mir welche? Klar: Hans Frühauf, Erich Trzeba: Synthese und Analyse linearer Hochfrequenzschaltungen. Geest&Portig K.G., Leipzig, 1964
Kalle schrieb: > Ganz schön mutig, hier in fünf Absätzen die Erklärungen von Lewin > abzuhandeln, wenn man offensichtlich nicht einmal die Grundsätze > versteht. In der Tat. Wühlhase schrieb: > Was mir allerdings wirklih Angst macht, sind die Kommentare unten > drunter. Lauter Zeug wie "Vielen Dank für die Erklärung, jetzt verstehe > ich Physik so gut, ...". Das ist beängstigend. Weil sie es im Gegensatz zu dir verstanden haben. Ich frage mich ernsthaft wieso es hier überhaupt Diskussionsstoff gibt. Maxwell sagt eigentlich alles und selbstverständlich hat Lewin recht. Klar kann man sich natürlich in jede Leiterschleife irgendwelche erfundenen Transformatoren hineinzeichnen....das ist dann aber leider schlicht falsch. Spannung ist definiert als Linienintegral über das E-Feld. Und allgemein ist ein Linienintegral eben vom Weg abhängig. Es macht überhaupt keinen Sinn von einer Spannung zwischen zwei Punkten zu sprechen da eine solche (eindeutige) physikalische Grösse schlicht nicht existiert - es sei denn man hat (und das ist in viele technischen Anwendungen eben der Fall) ein wirbelfreies E-Feld vor sich. Sollte eigentlich jeder ernstzunehmende Elektroingenieur gelernt haben. Ich kenne das Problem eher daher, dass Leute versuchen die parasitären Induktivitäten von Leiterbahnen, Shunts o.Ä. zu berechnen/in Schaltungen einzuzeichnen. Das führt immer wieder Mal zu komischen Vorstellungen aus einem ähnlichen (eigentlich dem selben) Grund: Induktivität ist nur für geschlossene Leiterschleifen definiert. Es macht z.B. keinen Sinn die Induktivität eines einzelnen Drahtes (oder einer Leiterbahn) zu bestimmen wenn man nicht weiss wie der Rückleiter verläuft.
Ufgrutz schrieb: > Klar kann man sich natürlich in jede Leiterschleife > irgendwelche erfundenen Transformatoren hineinzeichnen.... > das ist dann aber leider schlicht falsch. Durchaus nicht. Zweipolnetzwerke sind gewichtete Graphen; die Kanten- gewichte sind die Zweigimpedanzen. Diese Graphen kennen weder "Entfernungen" noch irgendwelche elektrischen oder magnetischen "Feldstärken", sondern nur Ströme und Spannungen. Das ist laut Definition so. Und natürlich kann man parasitäre Effekte durch Hinzunahme weiterer Schaltelemente modellieren, das war schon zu Feldtkellers Zeiten bekannt.
Egon D. schrieb: > Diese Graphen kennen weder "Entfernungen" noch > irgendwelche elektrischen oder magnetischen > "Feldstärken", sondern nur Ströme und Spannungen. > Das ist laut Definition so. Und sie kennen eben auch keine Richtung wie das ein Wegintegral tut. Man kann alles mögliche umdefinieren und modellieren, Fakt bleibt aber, dass man im Wechselfeld keinen Maschenumlauf definieren kann. Langsam glaube ich doch wieder an den Fachkräftemangel
Ufgrutz schrieb: > Weil sie es im Gegensatz zu dir verstanden haben. Ich frage mich > ernsthaft wieso es hier überhaupt Diskussionsstoff gibt. Maxwell sagt > eigentlich alles und selbstverständlich hat Lewin recht. Ich fang mal hier an: Kirchhoff hat diese Regeln 1845 entdeckt. Dr. Lewin hat diesen Mist irgendwann anfang der 90er oder so erstmals postuliert. Jetzt haben sich also alle Physiker und Ingneieure seit 150 Jahren völlig geirrt, sodaß die Maschenregel heute immer noch ihre Anwendung findet, dB/dt!=0 hin oder her? Ich halte das doch für etwas sehr vermessen und es hätte sich mittlerweilse schon weiter herumgesprochen. Man kann ein Modell selbstverständlich so weit vereinfachen wie es einem beliebt und sinnvoll erscheint. Das ändert allerdings nichts daran, daß es trotzdem in sich schlüssig sein muß. Und schon an diesem Punkt scheitert Dr. Lewins Ausführung. Man kann nicht einfach zwei Widerstände verschalten und definieren daß ein Strom fließen möge, ohne die Quelle mitzumodelieren (diesen Fehler hat EB in seiner Ausführung korrigiert). Und daran ändert auch der Kringel in der Mitte der Masche nichts. Dr. Lewin hat dort ein Perpetuum Mobile modelliert, wie soll das funktionieren? Da EB seine Ausführungen auch im praktischen Experiment nachgewiesen hat, einschließlich des nachgestellten Fehlers von Dr. Lewin, frag ich mich auch wo der Diskussionsstoff eigentlich herkommt.
Die Kirchhoff-Regel ist nicht über ein Integral über Leiterschleifen definiert sondern über diskrete Summen von Teilspannungen über diskrete Bauteile in einem Netz aus endlich vielen diskreten Bauteilen in dem keine räumliche Ausdehnung definiert ist weil das Netz nur ein Graph ist! Ein Graph kann nicht von einem magnetischen Fluß durchströmt werden weil er überhaupt nicht im Raum existiert, er beschreibt nur die Reihenfolge und die Richtung in der die Bauteile zusammengeschaltet sind! U1 + U2 + U3 = 0 Welche Fläche wird von dieser Gleichung umschlossen? Und in welcher Ebene? Wie kann ein Fluß hindurchgehen? Merkt ihr was? Das ist euer Denkfehler.
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Bernd K. schrieb: > Dr. Lewin behauptet das zweite Kirchhoffsche Gesetz funktioniert nicht > mehr sobald magnetische Wechselfelder involviert sind. Gab es nicht im Bundestag ein Mehrheitsentscheid damit dieses (Natur)Gesetz geändert wurde?* *Siehe Windkraft Nord-Süd Bundestag
Derjenige der mich dauernd runtervoted sollte stattdessen mal lieber darlegen an welcher Stelle in einer Netzliste die räumliche Anordnung und Ausdehnung derselben definiert ist!
Bernd K. schrieb: > Derjenige der mich dauernd runtervoted sollte stattdessen mal > lieber darlegen an welcher Stelle in einer Netzliste die räumliche > Anordnung und Ausdehnung derselben definiert ist! Du diskutierst hier mit Menschen, die ernsthaft behaupten, Lewin hätte vor 30 Jahren die Maxwell-Gleichungen erfunden.
Alleine der Ansatz ... Kirchhoff hilft einem beim bestimmen in einem geschlossenen System indem die Effekte wie Induktion etc. zu vernachlässigen sind. Ich ziehe ja auch keine Verluste durch Wärmentwicklung ab.
Naja man könnte argumentieren, dass das Einfügen von diesen "künstlichen" Induktivitäten nur dazu dient, um mit der Theorie der Kirchhoff-Regeln und idealisierter Graphendarstellung noch Effekte zu erklären, die eigentlich aus der größeren Theorie (Maxwell-Gleichungen) folgen. Weil nämlich die Tatsache wieso man diese Induktivitäten einfügen muss, und wie groß diese sein müssen, lassen sich mit Kirchhoff eben nicht erklären, dazu braucht man die Maxwell-Gleichungen... Das ist ähnliche wie die Bohrschen Postulate mit denen man versucht mithilfe klassischer Methoden wie Zentripetalkraft und Coloumb-Kraft die möglichen Atomenergien zu bestimmen, ohne jetzt die vollständige Quantenmechanische Beschreibung mit Schrödinger-DGL oder so zu brauchen. Meist erhält man mit diesen "Krücken" korrekte Ergebnisse (bei den meisten elektronischen Schaltungen vermutlich immer), ab einem gewissen Punkt wird die Näherung aber entweder unvollständig (Skineffekt und dessen Abhängigkeit vom Magnetfeldern ist nur mit Maxwell erklärbar), oder die Näherung wird wahnsinnig kompliziert (große Spulennetzwerke um inhomogene Magnetfelder in vermaschten Netzwerken abzubilden
Wühlhase schrieb: > Ich fang mal hier an: Kirchhoff hat diese Regeln 1845 entdeckt. Dr. > Lewin hat diesen Mist irgendwann anfang der 90er oder so erstmals > postuliert. Jetzt haben sich also alle Physiker und Ingneieure seit 150 > Jahren völlig geirrt, sodaß die Maschenregel heute immer noch ihre > Anwendung findet, dB/dt!=0 hin oder her? Ich halte das doch für etwas > sehr vermessen und es hätte sich mittlerweilse schon weiter > herumgesprochen. Kein Mensch hat irgendwo gesagt Lewin hätte das "entdeckt" oder postuliert. Diese Fakten sind klar seit es das faradayische Induktionsgesetz gibt und müssen nicht mehr "entdeckt" werden. Die einzigen die sich hier irren sind Leute hier in diesem Forum bei denen es offensichtlich an Grundlagen mangelt. Wühlhase schrieb: > Man kann nicht einfach zwei Widerstände > verschalten und definieren daß ein Strom fließen möge, ohne die Quelle > mitzumodelieren (diesen Fehler hat EB in seiner Ausführung korrigiert). > Und daran ändert auch der Kringel in der Mitte der Masche nichts. > Dr. Lewin hat dort ein Perpetuum Mobile modelliert, wie soll das > funktionieren? Was redest du? Wo hat Lewin ein Perpetuum Mobile postuliert? Bernd K. schrieb: > Die Kirchhoff-Regel ist nicht über ein Integral über Leiterschleifen > definiert sondern über diskrete Summen von Teilspannungen über diskrete > Bauteile in einem Netz aus endlich vielen diskreten Bauteilen in dem > keine räumliche Ausdehnung definiert ist weil das Netz nur ein Graph > ist! > > Ein Graph kann nicht von einem magnetischen Fluß durchströmt werden weil > er überhaupt nicht im Raum existiert, er beschreibt nur die Reihenfolge > und die Richtung in der die Bauteile zusammengeschaltet sind! > > U1 + U2 + U3 = 0 Ihr habt alle nicht begriffen, dass eure Probleme schon weit vorher anfangen. In den betrachteten Fällen existiert keine Spannung! Der Begriff "Spannung" ist in Fällen mit elektrischen Wirbelfeldern schlicht nicht definiert ohne den Integrationsweg anzugeben, eine solche physikalische Grösse kann für zwei Punkte nicht eindeutig angegeben werden. Das ist zur Betrachtung mittels Netzliste aber notwendig, ansonsten hat die Netzliste keinen Sinn. Eine Betrachtung mittels Netzliste benötigt zwingend eine eindeutige Spannungsdefinition. Also hört auf mit "räumlicher Ausdehnung" von Leiterschleifen (welche natürlich nicht existieren, eine Schaltung ist ja nur eine Abstraktion des physikalischen Aufbaus) und ähnlichem zu argumentieren, wenn die Probleme schon an der Existenz eines Schaltplans bzw. deren Grundvoraussetzungen scheitern.
Bernd K. schrieb: > U1 + U2 + U3 = 0 > > Welche Fläche wird von dieser Gleichung umschlossen? Und in welcher > Ebene? Wie kann ein Fluß hindurchgehen? Eben, und deswegen fehlt da in der Schaltung von Dr. Lewin eine (bzw. je nach Meßanordnung auch mehrere) Spannungsquelle(n). Ansonsten stimmt das Modell mit der Realität nicht mehr überein und dann sind Widersprüche nicht mehr zu vermeiden. Ufgrutz schrieb: > Was redest du? Wo hat Lewin ein Perpetuum Mobile postuliert? Ich würde vorschlagen, du schaust dir das Video und die Erklärungen von Dr. Lewin einfach mal aelber an. Wenn du einen Widerstand !=0Ω hast, und durch diesen Strom !=0A treibst, steht an diesem Widerstand eine Spannung !=0V an. Damit wird über diesem Widerstand auch eine Leistung =!0W umgesetzt, und die muß irgendwo herkommen. Möglicherweise interessiert die Leistung niemanden und redet deshalb nicht von ihr, aber das begründet längst noch keinen Widerspruch zu anderen Naturgesetzen, die mit dem Modell in direktem Zusammenhang stehen. Das ohmsche Gesetz und der Energieerhaltungssatz sind solche Gesetze. Der gleiche Widerspruch würde auch auftreten, wenn man Induktivitäten/Kapazitäten an beliebiger Stelle in die Schaltung einfügt bzw. sehe ich nicht, wie man diesen Widerspruch damit auflösen könnte.
Wühlhase schrieb: > Wenn du einen Widerstand !=0Ω hast, und durch diesen Strom !=0A treibst, > steht an diesem Widerstand eine Spannung !=0V an. Und bereits das ist in Fällen mit Wirbelfeldern nicht mehr haltbar, ohne den Integrationsweg zu berücksichtigen. Wenn das E-Feld in deinem Widerstandsmaterial wirbelfrei ist, dann kannst du einen Integrationsweg durch das Widerstandsmaterial wählen (einen beliebigen) und wirst eine eindeutige Spannung erhalten (das ist das was du als Spannung kennst). Selbst wenn das E-Feld im Widerstand selbst wirbelfrei ist bedeutet das nicht, dass du einen beliebigen Integrationsweg ausserhalb des Widerstands wählen kannst und dann den selben Spannungswert erhalten wirst - denn ausserhalb des Widerstands können ja elektrische Wirbelfelder existieren. Wenn du den Widerstand als Bauteil in eine Schaltung setzt hast du bereits eine Abstraktion gemacht und vorausgesetzt, dass eine eindeutige physikalische Grösse ("Spannung") existiert. Die gibt es aber nur in wirbelfreien E-Feldern. Wühlhase schrieb: > Damit wird über diesem > Widerstand auch eine Leistung =!0W umgesetzt, und die muß irgendwo > herkommen. Logisch, die kommt aus dem externen Feld, das bestreitet ja niemand. Wühlhase schrieb: > Möglicherweise interessiert die Leistung niemanden und redet > deshalb nicht von ihr, aber das begründet längst noch keinen Widerspruch > zu anderen Naturgesetzen, die mit dem Modell in direktem Zusammenhang > stehen. Das ohmsche Gesetz und der Energieerhaltungssatz sind solche > Gesetze. Die Energieerhaltung ist erfüllt. Das ohmsche Gesetz setzt wie die kirchhoffschen Gesetze die Existenz eines Spannungsbegriffs voraus, was unter der Existenz von elektrischen Wirbelfeldern nicht erfüllt ist.
Angehängte Dateien:
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Lewin-kirchhoff.png
60 KB
So sieht Lewin's Versuch (mindestens!) aus wenn man Kirchhoff anwenden will. Man kann deutlich sehen daß die Voltmeter an vollkommen verschiedenen Stellen der Schaltung angeschlossen sind und natürlich zeigen sie auch etwas anderes an was überhaupt keine Überraschung mehr ist wenn man diesen korrigierten Schaltplan betrachtet (Sogar näherungsweise das was er gemessen hat, obwohl ich Induktivitäten und Kopplungsfaktoren wahllos aus der Luft gegriffen habe, sie haben keinen großen Einfluß auf das Prinzip). Diese Schaltung lässt sich problemlos mit Kirchhoff analysieren ohne zu Widersprüchen zu führen wie man sieht. Ist auch logisch sonst wäre jedes SPICE "for the birds".
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Die Selbstsicherheit, mit der Wühlhase hier sein Oberstufenwissen vorträgt, ist wirklich köstlich. Schlag doch einfach mal ein Buch über theoretische Elektrotechnik auf, bis du in der Lage bist, grundlegende Definitionen zu verstehen und als Diskussionsgrundlage zu verwenden.
Hallo, > So sieht Lewin's Versuch (mindestens!) aus wenn man Kirchhoff anwenden > will. Lewins Anliegen besteht darin, das Induktionsgesetz zu erklären und an einem konkreten Beispiel das Vorhandensein elektrischer Wirbelfelder zu demonstrieren. Weshalb sollte er dazu eine Schaltung aus konzentrierten Netzwerkelementen nutzen? Diese Schaltung liefert im besten Fall ein klemmenäquivalentes Verhalten. Das, was an Induktion für die Lernenden neu ist (das Vorhandensein von Wirbelfeldern), bildet das Ersatzschaltbild jedoch nicht ab. Viele Grüße Michael
Michael L. schrieb: > Lewins Anliegen besteht darin, das Induktionsgesetz zu erklären. > Weshalb sollte er dazu eine Schaltung aus konzentrierten > Netzwerkelementen nutzen? Weil er Kirchhoff widerlegen will. Der Kirchhoff geht aber nur auf solchen Netzen, nur auf solchen ist er definiert und wenn man ihn anwenden will muss man seine Schaltung auch als solches Netz ausdrücken. Und zwar vollständig und korrekt! Das fängt übrigens schon damit an daß er den Kirchhoff falsch zitiert: Er schreibt ihn als Wegintegral über eine Leiterschleife an die Tafel aber Kirchhoff ist definiert als eine diskrete Summe aus Teilspannungen in einem Netz, nicht als Integral über x cm Kupferdraht! An der Stelle ist schon alles Banane. Man kann nicht mit einem russischen Wörterbuch einen chinesischen Text übersetzen und dann behaupten das Wörterbuch sei defekt! Man muß den Text vorher umwandeln und dann geht das Wörterbuch tadellos! > Das ist doch gar nicht zielführend. Eben. Was Lewin macht ist nicht zielführend.
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Hallo, >> Lewins Anliegen besteht darin, das Induktionsgesetz zu erklären. >> Weshalb sollte er dazu eine Schaltung aus konzentrierten >> Netzwerkelementen nutzen? > Weil er Kirchhoff widerlegen will. Das will er m. E. nicht. Er beschreibt, wie viele seiner Kollegen die Kirchhoff'schen Gleichungen anwenden, um Induktionsvorgänge zu beschreiben, und kritisiert das. > Der Kirchhoff geht aber nur auf > solchen Netzen, nur auf solchen ist er definiert und wenn man ihn > anwenden will muss man seine Schaltung auch als solches Netz ausdrücken. Das wissen viele aber nicht, und daher werden in zig Büchern, auch ansonsten hochwertigen, die Kirchhoff'schen Regeln genutzt, um Induktionsvorgänge zu beschreiben. > Und zwar vollständig und korrekt! Das fängt übrigens schon damit an daß > er den Kirchhoff falsch zitiert: Er schreibt ihn als Wegintegral über > eine Leiterschleife an die Tafel aber Kirchhoff ist definiert als eine > diskrete Summe aus Teilspannungen in einem Netz, nicht als Integral > über x cm Kupferdraht! An der Stelle ist schon alles Banane. Mir scheint es ein wenig, als habe Lewin bei Dir einen wunden Punkt getroffen und Du gehörtest Du auch zu den Leuten, die das Induktionsgesetz nicht verstanden haben. >> Das ist doch gar nicht zielführend. > Eben. Was Lewin macht ist nicht zielführend. Es tut mir leid für Dich, dass meine Ansicht Dir nicht gefällt. Wenn Du mit mir reden willst, solltest Du meine Aussagen nicht in Deinem Sinne umzudeuten versuchen. Viele Grüße Michael
Man benötigt weder Kirchhoff noch Maxwell etc. um zu zeigen, dass Dr.
Lewin ein Kapitalfehler unterläuft:
Er definiert, Knoten A1 sei gleich Knoten A2, und Knoten D1 sei gleich
Knoten D2.
Und "gleich" bedeutet eben gleich, d.h. A1 könne durch A2 substituiert
werden und umgekehrt. Das gleiche gälte für D1 und D2.
Danach arbeitet er einen Widerspruch heraus der die
Gleichheitsbeziehungen zwischen A1 und A2 sowie D1 und D2 ad absurdum
führt.
Soweit so gut. Doch nun muss er sich halt entscheiden.
Entweder:
a.) die Gleichheitsbehauptung ist korrekt, dann muss per
Definition der heraus gearbeitete Widerspruch falsch sein,
oder:
b.) der heraus gearbeitete Widerspruch ist korrekt, dann
muss die angenommen Gleichheitsbedingung falsch sein.
Es geht gar nicht um Physik. Es ist ein simpler Logikfehler. Ein
Denkfehler.
Kinder lernen (in der Grundschule?) im Mathematikunterricht, dass sie
das Ergebnis einer Berechnung mit der Gegenprobe überprüfen können. Und
genau an diesem simplen Punkt scheiter Dr. Lewin. Er behauptet quasi,
seine Überlegungen seien richtig, obwohl die Gegenprobe scheitert.
Er führt tatsächlich einen Widerspruchsbeweis vor, ohne dass er ihn
bemerkt.
Eigentlich tragisch, was da passiert.
Michael L. schrieb: >> Und zwar vollständig und korrekt! Das fängt übrigens >> schon damit an daß er den Kirchhoff falsch zitiert: >> Er schreibt ihn als Wegintegral über eine >> Leiterschleife an die Tafel aber Kirchhoff ist >> definiert als eine diskrete Summe aus Teilspannungen >> in einem Netz, nicht als Integral über x cm >> Kupferdraht! An der Stelle ist schon alles Banane. > > Mir scheint es ein wenig, als habe Lewin bei Dir einen > wunden Punkt getroffen und Du gehörtest Du auch zu den > Leuten, die das Induktionsgesetz nicht verstanden haben. Könntest Du Deinen Gedanken bitte nochmal anders -- und unter Verzicht auf persönliche Diffamierung -- formulieren? Denn es ist ja exakt so, wie Bernd beschreibt: Elektrische Netzwerke (z.B. Zweipolnetzwerke) sind spezielle gewichtete Graphen. Die Kantengewichte sind gerade die Zweigimpedanzen. Irgendwelche "Entfernungen" oder "Leitungslängen" sind hier erstmal nicht definiert; irgendeine Art euklidischer Metrik, die Längen, Flächen o.ä. beschreibt, auch nicht. Es ist daher völlig sinnlos, ein Wegintegral auf ein Zweipol- netzwerk anwenden zu wollen, weil das Zweipolnetzwerk kein Teil einer mathematischen Struktur ist, in der ein Wegintegral definiert wäre.
Schön daß wir uns in dem ein oder anderen Punkt schonmal einig sind. Aber: Ufgrutz schrieb: > Wenn das E-Feld in deinem > Widerstandsmaterial wirbelfrei ist, dann kannst du einen Integrationsweg > durch das Widerstandsmaterial wählen (einen beliebigen) und wirst eine > eindeutige Spannung erhalten (das ist das was du als Spannung kennst). > Selbst wenn das E-Feld im Widerstand selbst wirbelfrei ist bedeutet das > nicht, dass du einen beliebigen Integrationsweg ausserhalb des > Widerstands wählen kannst und dann den selben Spannungswert erhalten > wirst - denn ausserhalb des Widerstands können ja elektrische > Wirbelfelder existieren. Das behauptet ja auch keiner. Der Punkt ist folgender (siehe Screenshot): Er baut eine Leiterschleife, in die er zwei Widerstände einhängt. Diese Leiterschleife wird nun durch einen zeitlich veränderlichen magn. Fluß durchdrungen. Damit hast du nun einen Strom, der rund herum durch die Leiterschleife fließt. Von Wirbelfeldern innerhalb des realen Widerstands usw. ist hier keine Rede. Jetzt führt er aus (ab 08:00), daß der Strom eine Potentialdifferenz (Spannung) zwischen A2 und D2 hervorruft (U_A2 - U_D2 = I*R). An sich ist das auch erstmal richtig. Auf der anderen Seite, bei R1, sagt er, daß auch dort eine Potentialdifferenz auftritt, diese jedoch entgegengerichtet ist (U_A1 - U_D1 = -I*R) und zieht daraus seinen Widerspruch,. Und an dieser Stelle stimmt es eben nicht mehr. Erstens ändert der Strom nicht die Zählpfeilrichtung, die Potentialdifferenz errechnet sich genauso zu I*R. Wenn du die Schaltung so zeichnest daß beide Widerstände auf einer Seite liegen sieht es einfach nur noch absurd aus, es ist aber immer noch diesselbe Schaltung. Zweitens, und darauf wollte ich hinaus: Er setzt zwar vorraus daß ein Strom fließt, hat aber die treibende Kraft nicht mitmodelliert. Natürlich kommt die Energie dazu aus dem äußeren Feld, aber damit, daß er die Feldlinien in die Mitte einzeichnet, ist es halt noch nicht getan, sein Ersatzschaltbild ist unvollständig. Da fehlt einfach noch etwas, und deswegen kommt bei seinem Maschenumlauf Käse raus.
Hallo, > Könntest Du Deinen Gedanken bitte nochmal anders -- und > unter Verzicht auf persönliche Diffamierung -- formulieren? Der Gedanke ist doch recht klar: Ich habe den Eindruck, dass der OP das Induktionsgesetz nicht richtig verstanden hat und daher die Aussagen von Professor Lewin nicht wertschätzen kann. Aber was geht Dich das an, Du bist doch gar nicht der OP. Viele Grüße Michael
Michael L. schrieb: >> Könntest Du Deinen Gedanken bitte nochmal anders -- >> und unter Verzicht auf persönliche Diffamierung -- >> formulieren? > Der Gedanke ist doch recht klar: Ich habe den > Eindruck, dass der OP das Induktionsgesetz nicht > richtig verstanden hat und daher die Aussagen von > Professor Lewin nicht wertschätzen kann. Hmm. Ich nehme zur Kenntnis: Du kannst Deinen Gedanken NICHT unter Verzicht auf persönliche Unterstellungen formulieren, denn Deine Antwort oben enthält nichts, was mich fachlich irgendwie weiterbringt, sondern nur Mutmaßungen über Bernd. Schade. Es ist für mich etwas schwer verständlich, wenn Bernd (aus meiner Sicht: korrekte) Aussagen über Kirchhoff macht und Du ihm als Antwort darauf unterstellst, er hätte das Induktionsgesetz nicht verstanden. Da ermangelt es mir des logischen Zusammenhanges. Ehe ich mir nämlich überlegen kann, welche Seite Recht hat, möchte ich gern erstmal verstehen, worüber eigentlich gestritten wird -- und dem bin ich bisher nicht nähergekommen. Da mein Englisch nicht sooo brilliant ist, würde ich das gern erreichen, ohne mir die Videos angucken zu müssen. > Aber was geht Dich das an, Dies ist doch wohl ein öffentliches Diskussionsforum? Ein öffentliches Diskussionsforum dient der öffentlichen Diskussion? > Du bist doch gar nicht der OP. Relevanz?!
Michael L. schrieb: >> Könntest Du Deinen Gedanken bitte nochmal anders -- und >> unter Verzicht auf persönliche Diffamierung -- formulieren? > Der Gedanke ist doch recht klar: Ich habe den Eindruck, dass der OP das > Induktionsgesetz nicht richtig verstanden hat und daher die Aussagen von > Professor Lewin nicht wertschätzen kann. > > Aber was geht Dich das an, Du bist doch gar nicht der OP. Wieso bist du plötzlich so angepisst? Ich denke: Du bist getroffen und taumelst, weil du dir nicht mehr sicher bist ob du auf das richtige Pferd gesetzt hast. Grundlagenerforscher schrieb: > Man benötigt weder Kirchhoff noch Maxwell etc. um zu zeigen, dass Dr. > Lewin ein Kapitalfehler unterläuft: > > Er definiert, Knoten A1 sei gleich Knoten A2, und Knoten D1 sei gleich > Knoten D2. > > Und "gleich" bedeutet eben gleich, d.h. A1 könne durch A2 substituiert > werden und umgekehrt. Das gleiche gälte für D1 und D2. > > Danach arbeitet er einen Widerspruch heraus der die > Gleichheitsbeziehungen zwischen A1 und A2 sowie D1 und D2 ad absurdum > führt. > > Soweit so gut. Doch nun muss er sich halt entscheiden. > > Entweder: > > a.) die Gleichheitsbehauptung ist korrekt, dann muss per > Definition der heraus gearbeitete Widerspruch falsch sein, > > oder: > > b.) der heraus gearbeitete Widerspruch ist korrekt, dann > muss die angenommen Gleichheitsbedingung falsch sein. Ich stimme dir in allen Punkten zu, ich bin gespannt auf weitere Meinungen zu diesem Ansatz.
Hallo, > Schade. Ja, tut mir leid. Aber es geht in der Diskussion nicht um Dich. > Es ist für mich etwas schwer verständlich, wenn Bernd > (aus meiner Sicht: korrekte) Aussagen über Kirchhoff > macht und Du ihm als Antwort darauf unterstellst, er > hätte das Induktionsgesetz nicht verstanden. Da ermangelt > es mir des logischen Zusammenhanges. Der OP spricht über ein Video, in dem ein Professor im Rahmen eines feldtheoretischen Modells ein Induktionsexperiment erklärt. Der OP zeigt sich mit Prof. Lewins Aussagen nicht einverstanden. Er beschreibt das Experiment mit einem anderen Modell (der Netzwerktheorie). Dieses Modell kann vieles beschreiben, insbesondere das Klemmenverhalten konzentrierter Bauelemente. Es kann aber ausgerechnet den Kern dessen, um was es bei Induktion geht (nämlich um elektrische Wirbelfelder) nicht erfassen. Die Unzulänglichkeit der Netzwerktheorie für Induktionsvorgänge sieht man in direkter Weise auch bei der Maschenregel. Die Maschenregel lautet, wenn man sie ins feldtheoretische Modell übersetzt:
Das Induktionsgesetz hingegen lautet:
Die Hauptaussage des Induktionsgesetzes lautet also, dass die Summe aller Spannungen "einmal im Kreis herum" (das ist das Ringintegral über E), beim Vorhandensein von elektrischen Wirbelfeldern nicht gleich null ist. In einem Weg durch den Leiter (im Metall verlaufend), ist auch das Linienintegral über E näherungsweise gleich null, so dass man die Drahtwege zwischen den jeweils kurzgeschlossenen Anschlusspunkten bei der Integration nicht berücksichtigen muss. Mein Eindruck, dass der OP das Induktionsgesetz nicht verstanden hat, speist sich aus folgender Überlegung: Hätte der OP das Induktionsgesetz verstanden, so würde er meiner Einschätzung nach die Ausführungen Lewins leicht nachvollziehen können. Es wäre ihm dann auch klar, dass die Netzwerktheorie das falsche Werkzeug zum Verständnis von Induktion im Sinne der Feldtheorie ist, und er würde sich vermutlich nicht an Nebenthemen abarbeiten. Ich wünsche Dir einen schönen Abend, ziehe es aber vor, die Diskussion mit dem OP fortzuführen. Viele Grüße Michael
Ihr könnt euch jetzt noch 100 Posts im Kreis rum drehen, aber oben hat's schon mal jemand erwähnt: https://de.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffsche_Regeln > .... dass innerhalb der Masche keine Änderung des magnetischen Flusses > erfolgt ... somit auch auf magnetischem Weg keine Energie in das > Netzwerk eingespeist oder von dort entnommen wird. Also: die Kirchoffschen Regeln gelten nur für statische Felder. Punkt.
Beitrag #5761630 wurde von einem Moderator gelöscht.
Hallo, >> beschreibt das Experiment mit einem anderen Modell (der >> Netzwerktheorie). Dieses Modell kann vieles beschreiben, >> insbesondere das Klemmenverhalten konzentrierter >> Bauelemente. Es kann aber ausgerechnet den Kern dessen, >> um was es bei Induktion geht (nämlich um elektrische >> Wirbelfelder) nicht erfassen. > > Ahh. > > Und das Bild von Lewins Video, das Wühlhase gepostet hat > und das ja offenbar Lewin vor einer Tafel mit einem > Zweipol-Netzwerk zeigt, ist eine Fälschung? Nein, es ist keine Fälschung. Aber es ist aus dem Zusammenhang auch nicht allzu schwer zu erkennen, dass es bei der Zeichnung nicht um ein klassisches Netzwerkmodell geht. Das erkennst Du beispielsweise daran, dass innerhalb des Stromkreises eine Kennzeichnung für die Richtung von Feldlinien eingeführt wurde. Und auf der Tafel siehst Du eine Formulierung des Induktionsgsetzes, die für ruhende Konturlinien gilt. Das zeigt, dass in seinen Überlegungen Felder vorkommen. Was ist denn an Lewins Formulierung so schlimm, wenn er sagt, die Kirchhoff'schen Regeln seien für die Analyse von Schaltungen, in denen Flussänderungen auftreten, "für die Katz", also "sinnlos, umsonst, vergebens, vergeblich, zwecklos"? Es ist doch toll, dass er das sagt und so einem häufig anzutreffenden Fehler vorbeugt. Viele Grüße Michael
Michael L. schrieb: > Der OP zeigt sich mit Prof. Lewins Aussagen nicht > einverstanden. Das ist im Kontext dieser hier laufenden Diskussion eine absolute Null-Aussage. Das einzig Zielführende ist: 1. Was hat Lewin Deiner Meinung nach mit seinen Äußerungen GEMEINT? (...und zwar unter korrekter Beachtung des Kontextes; sein Vortrag war ja wohl eine Erwiderung auf irgendwas.) 2. Wie hat Bernd Deiner Meinung nach Lewins Äußerungen INTERPRETIERT? Wenn Bernd dann noch kurz darstellt, 1. Was Lewin seiner Meinung nach gemeint hat und wie 2. Du (Michael) Lewins Äußerungen seiner Meinung nach interpretiert hat, ist so etwas Ähnliches wie eine Diskussionsgrundlage gegeben. Aber wie war das doch: "Sachkunde ist einer engagierten Diskussion nur hinderlich." > Er Wer ist ER ? Lewin? Bernd? > beschreibt das Experiment mit einem anderen Modell (der > Netzwerktheorie). Dieses Modell kann vieles beschreiben, > insbesondere das Klemmenverhalten konzentrierter > Bauelemente. Es kann aber ausgerechnet den Kern dessen, > um was es bei Induktion geht (nämlich um elektrische > Wirbelfelder) nicht erfassen. Wie erklärst Du dann, dass Lewin vor einer Tafel mit einem Zweipolnetzwerk steht? Ist das Bild eine Fälschung? > [Formeln] > Die Hauptaussage des Induktionsgesetzes lautet also, > dass die Summe aller Spannungen "einmal im Kreis herum" > (das ist das Ringintegral über E), beim Vorhandensein > von elektrischen Wirbelfeldern nicht gleich null > ist. > In einem Weg durch den Leiter (im Metall verlaufend), ist > auch das Linienintegral über E näherungsweise gleich null, > so dass man die Drahtwege zwischen den jeweils > kurzgeschlossenen Anschlusspunkten bei der Integration > nicht berücksichtigen muss. Das erinnert mich an die Karikatur: "Jaja... so hoch ist noch niemand gesprungen, aber wir machen hier WEITsprung!" Was Du schreibst, ist meiner Auffassung nach (!) a) im wesentlichen unstrittig und b) irrelevant. Es ging Bernd nämlich nach meinem Verständnis (!) nicht um irgendwelche Sachfragen zur Induktion, sondern darum, dass Lewin ERST ein Beispiel konstruiert, dass (seiner -- Bernds -- Meinung nach) die Voraussetzungen der Netzwerk- theorie NICHT erfüllt und DANN aus dem entstehenden Widerspruch ableitet, die Netzwerktheorie GELTE NICHT. Das aber ist eine Tautologie, denn natürlich gilt die Netzwerktheorie nicht unter Bedingungen, unter denen sie nicht gilt! Das ist ja logisch! Bernds Punkt war also -- meiner Interpretation nach, er möge mich bei Bedarf korrigieren -- gar nicht (primär), dass Lewin in einzelnen Sachaussagen Unrecht hätte, sondern der, dass Lewin erst einen Pappkameraden aufbaut, um ihn dann mit viel Getöse wieder einzureißen. Und ich habe hier nachgefragt, weil ich diese Frage -- was Lewin nämlich behauptet oder nicht behauptet hat -- für mich klären wollte, ohne mir die Videos anzutun. > Ich wünsche Dir einen schönen Abend, Ebenso. > ziehe es aber vor, die Diskussion mit dem OP fortzuführen. Dafür wurde E-Mail erfunden. Du wirst mir bitte zugestehen, dass ich in einem öffentlichen Forum antworte, wenn ich glaube, etwas zum Thema zu sagen zu haben. Nachtrag: Mist; Du hast meinen gelöschten Artikel schon gelesen und zitiert, ehe ich ihn gelöscht habe.
Michael L. schrieb: > Was ist denn an Lewins Formulierung so schlimm, wenn > er sagt, die Kirchhoff'schen Regeln seien für die > Analyse von Schaltungen, in denen Flussänderungen > auftreten, "für die Katz", also "sinnlos, umsonst, > vergebens, vergeblich, zwecklos"? Dass es in dieser simplen, polemisch überspitzen Form nicht stimmt. In jedem induktiven Bauteil treten Flussänderungen auf. Die Theorie der LC-Filter war aber historisch einer DER Nährböden für die Netzwerktheorie. Millionen von Zweikreis-Bandfiltern und anderen LC-Filtern sind auf dieser Grundlage konstruiert worden -- und zwar mit Erfolg. Ganz zu schweigen von den vielen Netztrafos auf der Welt. > Es ist doch toll, dass er das sagt und so einem häufig > anzutreffenden Fehler vorbeugt. Naja, es genügt nicht, etwas Richtiges zu sagen -- man muss es auch so sagen, dass man von den Empfängern richtig verstanden wird. Bereits aus Bernds Ursprungsartikel geht hervor, dass ihm durchaus sehr klar bewusst ist, dass ein Netzwerk ein abstraktes MODELL der Realität ist: Bestimmte Erscheinungen werden abgebildet, und anderen als inexistent angesehen (=vernachlässigt). Man kann unterschiedlich komplexe Modelle konstruieren, die die Realität mehr oder weniger genau abbilden. Keines davon ist absolut "richtig" oder "falsch" -- sie sind eben nur unterschiedlich genau. Was man aber nicht machen sollte, das ist, Modelle auf Situationen anzuwenden, in denen die Modelle nicht gelten, weil -- dann gelten die Modelle nämlich nicht! Flussänderungen INNERHALB eines Bauteiles sind völlig unproblematisch, denn diese werden als Eigenschaft dieses Bauteiles modelliert (Klemmenverhalten). Dieser Gedanken klingt ja auch bei Dir irgendwo an. Flussänderungen IM NETZWERK sind ein Widerspruch in sich, denn das Netzwerk existiert als abstraktes Modell nicht in einem dreidimensionalen metrischen Raum, sondern es ist nur ein gewichteter Graph aus Knoten und Kanten, also eine Abstraktion. Insofern ist -- für mich aus der Ferne und ohne Kontext -- erstmal nicht verständlich, was Lewin eigentlich zeigen will. Anders formuliert: Mir fehlt die Idee der "konzentrierten Bauelemente".
Bernd K. schrieb: > sieht Lewin's Versuch (mindestens!) aus wenn man Kirchhoff anwenden > will. Man kann deutlich sehen daß die Voltmeter an vollkommen > verschiedenen Stellen der Schaltung angeschlossen sind und natürlich > zeigen sie auch etwas anderes an was überhaupt keine Überraschung mehr > ist wenn man diesen korrigierten Schaltplan betrachtet (Sogar > näherungsweise das was er gemessen hat, obwohl ich Induktivitäten und > Kopplungsfaktoren wahllos aus der Luft gegriffen habe, sie haben keinen > großen Einfluß auf das Prinzip). > > Diese Schaltung lässt sich problemlos mit Kirchhoff analysieren ohne zu > Widersprüchen zu führen wie man sieht. Ist auch logisch sonst wäre jedes > SPICE "for the birds". Damit hast du genau bewiesen, dass du den Kern des Problems eben nicht erfasst hast. Was du getan hast ist eine Ersatzschaltung zu bauen welche ein adäquates Klemmenverhalten liefert, das hat aber mit der Realität weniger zu tun. Bernd K. schrieb: > obwohl ich Induktivitäten und Kopplungsfaktoren wahllos aus der Luft > gegriffen habe, sie haben keinen großen Einfluß auf das Prinzip Gerade um diese geht es aber. Denn wenn du nun die Spannungen berechnen möchtest müsstest du die Koppelfaktoren deiner Anordnung bestimmen (z.B. durch eine FEM Simulation). Und spätestens dann wirst du feststellen, dass du Koppelfaktoren nur für geschlossene Leiterschleifen angeben kannst. Du tust exakt das was ich oben geschrieben habe: Ufgrutz schrieb: > Ich kenne das Problem eher daher, dass Leute versuchen die parasitären > Induktivitäten von Leiterbahnen, Shunts o.Ä. zu berechnen/in Schaltungen > einzuzeichnen. Das führt immer wieder Mal zu komischen Vorstellungen aus > einem ähnlichen (eigentlich dem selben) Grund: Induktivität ist nur für > geschlossene Leiterschleifen definiert. Es macht z.B. keinen Sinn die > Induktivität eines einzelnen Drahtes (oder einer Leiterbahn) zu > bestimmen wenn man nicht weiss wie der Rückleiter verläuft. Du versuchst einer "Kante" (einem Stück Draht ohne Rückleiter) eine induzierte Spannung zuzuweisen. Das geht bei induzierten Spannungen aber eben nicht. Umgemünzt auf deine Schaltung zeigt sich das in den Spannungen über den oben stehenden Induktivitäten (L1, L3, L6, L9) und den unten stehenden Induktivitäten (L2, L4, L7, L8). Du kannst jedes willkürliche Verhältnis annnehmen ohne am Ergebnis was zu ändern. Und du kannst die Koppelfaktoren nicht aus deiner Anordnung ermitteln da diese nur für geschlossene Schleifen ermittelbar sind, nicht aber für einzelne Kanten. Das zeigt sich bereits in der Anzahl Koppelfaktoren die du benötigst. Du hast nur 2 Leiterschleifen (die Erregerspule L5 und die Drahtschleife welche die Widerstände enthält).
Michael L. schrieb: > Die Maschenregel > lautet, wenn man sie ins feldtheoretische Modell übersetzt: Die Maschenregel kann man so nicht übersetzen! Das ist der erste Fehler, aus dem folgen alle weiteren! Sie ist auf Maschen in Netzen definiert, daher auch der Name. Vielleicht ist es ein Sprachproblem der Angelsachsen oder ein Übersetzungsfehler. Vielleicht assoziieren sie "loop" mit was anderem. Er kann gerne das Induktionsgesetz erklären, da hab ich nichts dagegen, aber er soll dann bitte den Kirchhoff aus dem Spiel lassen der damit überhaupt nichts zu tun hat.
Markus schrieb: > https://de.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffsche_Regeln > >> .... dass innerhalb der Masche keine Änderung des magnetischen Flusses >> erfolgt ... somit auch auf magnetischem Weg keine Energie in das >> Netzwerk eingespeist oder von dort entnommen wird. > > Also: die Kirchoffschen Regeln gelten nur für statische Felder. Punkt. Nein: Die Kirchhoffschen Regeln gelten für Maschen. In Maschen gibt es per Definition keine Felder. Die Wikipedia-Aussage ist somit undeutlich bis falsch.
Michael L. schrieb: > Aber es ist aus dem Zusammenhang auch nicht allzu schwer zu erkennen, > dass es bei der Zeichnung nicht um ein klassisches Netzwerkmodell geht. Warum nimmt er dann überhaupt das Wort Kirchhoff in den Mund wenn er in einer völlig anderen Domäne unterwegs ist wo weit und breit überhaupt kein Kirchhoff existiert?
Es kann sich ja jeder mal die gängigen Ersatzschaltbilder von Elektromotoren ansehen, da jeder Elektromotor im Betrieb genau dieses, von Lewin dargestellte, Problem mitbringt. Da hat man, duch die Drehung des Läufers, eine fortwährende magn. Flußänderung in einer Leiterschleife als Rückwirkung auf den Ständer. Selbst bei Gleichstrommotoren ist das so. Und dennoch läßt sich ganz vorzüglich mit diesen Modellen arbeiten, auch und gerade mit den Kirchhoffschen Regeln. Insbesondere mit der Maschenregel, gerade mit dieser werden viele Zusammenhänge überhaupt erst deutlich. Beispielsweise (beim Gleichstrommotor) wie sich der Motorstrom unter Belastung des Motors verhält. Das geht zwar auch im einfachsten Fall etwas über das reine Induktionsgesetz hinaus, aber eben auch nicht ohne Induktionsgesetz. Und um das hier noch zu ergänzen: Michael L. schrieb: > Die Hauptaussage des Induktionsgesetzes lautet also, dass die Summe > aller Spannungen "einmal im Kreis herum" (das ist das Ringintegral über > E), beim Vorhandensein von elektrischen Wirbelfeldern nicht gleich null > ist. Ja. Das Induktionsgesetz sagt aber nur etwas über Induktion aus und geht z.B. von verlustlosen Leitern aus. Es berücksichtig auch keine konzentrierten Widerstände irgendwo - wozu auch. Lewins Modell beinhaltet ja aber auch mehr als das reine Induktionsgesetz, er bastelt sich da einige Aspekte zurecht, läßt anderes wiederum aus.
Ufgrutz schrieb: > Du versuchst einer "Kante" (einem Stück Draht ohne Rückleiter) eine > induzierte Spannung zuzuweisen. Das geht bei induzierten Spannungen aber > eben nicht. Warum soll das nicht gehen? die "Kante" ist eben nicht einfach ein Stück Draht, sondern eine Induktivität, die man sogar messen kann. Folglich wird da was induziert. Ich sehe bei
keinen Widerspruch. Die linke Seite schliesst Quellen, Spannungsabfälle über Widerständen usw. ein, während die rechte Seite eben noch induzierte Spannungen berücksichtigt - und die wirken dann wie eine Quelle. Wir können es auch so schreiben:
(Gl. 1) oder noch einfacher: da
der magnetische Fluss ist, kann man die in einer Induktivität induzierte Spannung als
schreiben - das steht sogar in jedem Lehrbuch für Elektroniker. Und, oh wunder, schon steht auf der Linken Seite von (1) wieder eine Summe von Spannungen, die 0 ergibt. Kein Widerspruch. Und in dem Experiment wirken die Drähte eben nicht einfach nur als Drähte, sondern es sind Sekundäwricklungen eines Transformators, dieser wird jedoch komplett unterschlagen. Im Wikipedia-Artikel wird behauptet, dass der Kirchhoff nicht funktionieren würde, wenn induktive Energieübertragung involviert sei. Zum Glück ist das falsch, denn andernfalls würde wohl unser Stromnetz nicht so funktionieren, wie wir uns das gewohnt sind, denn es ist ein Sammelsurium von Transformatoren, die meines Wissens nach induktiv funktionieren - und auch da gilt der Kirchhoff. Es ist aber sicher so, dass man den Kirchhoff nicht überall anwenden kann. Lewin hätte sich da sicher ein besseres Beispiel einfallen lassen können. Folgendes Experiment: Man nehme eine dicke grosse Aluplatte und bewege einen starken Magneten von Hand über die Platte. Was passiert? 1) man spürt eine Gegenkraft - der Magnet versucht, einem zu bremsen. 2) Aufgrund der Bewegung des Magneten wird in der Aluplatte ein Strom induziert. 3) der fliessende Strom erzeugt wiederum ein Magnetfeld. 4) aus der Lenz'schen Regel weiss man, dass der induzierte Strom, und damit auch das resultierende Magnetfeld, so gerichtet sind, dass sie der Ursache entgegen wirken. Daher also die Gegenkraft. Die interessanten Fragen sind hier: wo fliesst der Strom in der Aluplatte? es ist ja im Prinzip kein ausgeprägter Leiter vorhanden, wie bei den Drähten. Der Strom kann also theoretisch fliessen, wo er will. (Im Gegensatz dazu ist bei dem Experiment mit den Drähten ein Pfad für den Strom mehr oder weniger vorgegeben, und die Masche ist offensichtlich.) Somit dürfte es in diesem Fall schwierig sein, eine Masche zu definieren. Zweitens: da ein Strom fliesst, und die Aluplatte einen endlichen Widerstand hat, muss wohl irgendwo eine Spannung abfallen. Hier bekommt man mit dem Kirchhoff in der Tat Probleme, weil man es hier mit Wirbelfeldern zu tun hat, welche geschlossene Feldlinien aufweisen und deshalb lässt sich hier auch keine Spannung angeben. Das wäre ganz klar ein Fall, wo Kirchhoff for the birds ist. Aber der Unterschied zu dem ursprünglichen Experiment ist eben, dass nicht mal mehr eine richtige Masche (oder Loop...) definiert ist, man kann nicht mal eine Induktivität angeben, da man keine konzentrierten Bauelemente hat.
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Also du bist echt der Hammer. Du lieferst dir selber den Beweis für meine Aussagen und merkst es nicht. Tobias P. schrieb: > Warum soll das nicht gehen? die "Kante" ist eben nicht einfach ein Stück > Draht, sondern eine Induktivität, die man sogar messen kann. Folglich > wird da was induziert. Ich sehe bei keinen Widerspruch. Ich musste schon einigen Leuten klarmachen, dass man für ein Stück Draht eben KEINE Induktivität definieren kann, solange nicht die gesamte Leiterschleife geschlossen ist. Du kannst eben auch keine halben Windungen auf einen Ringkern wicklen (was schon Leute versucht haben).
Und jetzt tu mir einen Gefallen und schau die Formel so lange an bis du sie endlich verstanden hast. Und falls das immer noch nicht hilft versuche einmal die beiden Seiten wirklich auszurechnen (ich mein das ernst, stell dir ein einfaches Beispiel zusammen). Allerspätestens dann muss dir nämlich auffallen was da als Integrationsgrenzen gegeben ist. Der Kringel um das Integral des E-Feldes steht da nicht zum Spass, er bedeutet eben genau, dass das Integral über eine geschlossene Kurve geht. Bitte erklär mir doch mal: wie willst du dieses Integral über ein Stück Draht ohne Rückleiter berechnen? Du musst auf der rechten Seite das B-Feld über eine Fläche integrieren. Welche Fläche soll denn das sein, wenn das nur ein Stück Draht ist? Diese Fläche benötigt zwingend eine Berandung, und genau diese Berandung ist das
welches die Kurve im linken Ausdruck definiert. Messen kannst du die Induktivität eines einzelnen Stück Drahtes ohne Rückleiter selbstverständlich auch nicht (es gibt sie ja nicht). Denn was immer du an ein Impedanzmessgerät anschliesst, du wirst die Induktivität der geschlossenen Leiterschleife messen welche das Messgerät mit dem Prüfling aufspannt.
Ufgrutz schrieb: > Ich musste schon einigen Leuten klarmachen, dass man für ein Stück Draht > eben KEINE Induktivität definieren kann, Du behauptest also für die Versuchsanordnung auf seinem Tisch ist es prinzipiell vollkommen unmöglich ein Netzwerkmodell anzugeben und man kann somit auch keinen Schaltplan dafür zeichnen, denn die Anordnung besteht aus einer neuen Art von passiven Bauteilen die in der Elektrotechnik bislang noch nicht definiert sind oder die prinzipiell gar nicht existieren können?
Wenn ich eine Induktivität als 4 in Reihe geschaltete Induktivitäten mit je einem viertel der Induktivität modelliere:
Welche Rolle spielt dabei die Anzahl der Windungen in diesem Falle, muß sie durch 4 teilbar sein?
Bernd K. schrieb: > Welche Rolle spielt dabei die Anzahl der Windungen in diesem Falle, muß > sie durch 4 teilbar sein? Die Gesamtwindungszahl muss eine ganze Zahl sein. Ufgrutz hat schon Recht wenn er geschlossene Stromkreise fordert, um die Induktivität berechnen zu können. Die Induktivität ist ja magnetischer Fluss geteilt durch Strom, wenn die Fläche nicht definiert ist, dann kann man auch keine Flussdichte auf die Fläche integrieren und demnach auch keine Induktivität definieren. Demnach hat ein Stück Draht erst dann eine definierte Induktivität, wenn ich die beiden Enden zusammenführe.
Bernd K. schrieb: > Ufgrutz schrieb: >> Ich musste schon einigen Leuten klarmachen, dass man für ein Stück Draht >> eben KEINE Induktivität definieren kann, > > Du behauptest also für die Versuchsanordnung auf seinem Tisch ist es > prinzipiell vollkommen unmöglich ein Netzwerkmodell anzugeben und man > kann somit auch keinen Schaltplan dafür zeichnen, Ja. > denn die Anordnung > besteht aus einer neuen Art von passiven Bauteilen die in der > Elektrotechnik bislang noch nicht definiert sind oder die prinzipiell > gar nicht existieren können? Nein. Die Netzwerkanalyse ist schlicht das falsche Werkzeug dafür, da sie eben (wie bereits oben aufgeführt) davon ausgegen MUSS, dass zwischen 2 Punkten eine eindeutige Spannungsdifferenz herrscht. Das ist hier aber nicht der Fall, somit ist sie das falsche Werkzeug. Das hat nichts mit "neuartigen/unentdeckten/undefinierten" passiven Bauteilen zu tun. Das sind Grundlagen die seit dem faradayischen Induktionsgesetz bekannt und eigentlich nichts wirklich Besonderes sind.
Bernhard S. schrieb: > Bernd K. schrieb: >> Welche Rolle spielt dabei die Anzahl der Windungen in diesem Falle, muß >> sie durch 4 teilbar sein? > > Die Gesamtwindungszahl muss eine ganze Zahl sein. Dann gehen an diesem Punkt unsere Ansichten auseinander. Was ist mit induktivem Leitungsbelag, existiert der dann auch nicht?
Bernd K. schrieb: > Was ist mit > induktivem Leitungsbelag, existiert der dann auch nicht? Klar existiert der, allerdings muss man gerade bei Leistungsbelägen aufpassen von welchem Rückleiter man spricht. Es macht keinen Sinn zu sagen "1 mm PCB Track hat xx nH". Sinn macht "1 mm PCB Track hat xx nH wenn der Rückleiter in yy mm Distanz auf dem nächsten Layer liegt". Meist geht man bei solchen Aussagen halt von einer gewissen mechanischen Anordnung aus und unterschlägt dann die genaue Geometrie weil die als bekannt vorausgesetzt wird. Gleiches gilt für Kabel, bei einem Kabel ist der Rückleiter durch die mechanische Anordnung im Normalfall gegeben. Für einen Einzelleiter kann kein Leitungsbelag definiert werden.
Ufgrutz schrieb: > Sinn macht "1 mm PCB Track hat xx nH > wenn der Rückleiter in yy mm Distanz auf dem nächsten Layer liegt". Wie modelliert man sowas wenn man es angeblich nicht mehr weiter zerlegen darf in unendlich viele infinitesimal kleine im Reihe geschaltete L (und C und R) entlang der Leitung weil das ganze Konstrukt insgesamt nur eine Windung hat und daher nicht mehr weiter zerlegt werden darf(!), noch nicht mal für die Zwecke eines mathematischen Modells?
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Bernd K. schrieb: > Wie modelliert man sowas wenn man es angeblich nicht mehr weiter > zerlegen darf in unendlich viele infinitesimal kleine im Reihe > geschaltete L Darf man ... wenn ich ein kleines Leiterstück halbiere, dann ist es immer noch eine Windung, die nun aber nur noch die halbe Fläche umschließt
Bernhard S. schrieb: > Bernd K. schrieb: >> Wie modelliert man sowas wenn man es angeblich nicht mehr weiter >> zerlegen darf in unendlich viele infinitesimal kleine im Reihe >> geschaltete L > > Darf man ... wenn ich ein kleines Leiterstück halbiere, dann ist es > immer noch eine Windung, die nun aber nur noch die halbe Fläche > umschließt Was ist mit Goubau-Leitungen?
Bernd K. schrieb: > Was ist mit Goubau-Leitungen? Nicht jede Leitung hat Induktivitätsbeläge, eine Glasfaser hat z.B. auch keinen weil kein Strom fließt
Bernhard S. schrieb: > Darf man ... wenn ich ein kleines Leiterstück halbiere, dann ist es > immer noch eine Windung, die nun aber nur noch die halbe Fläche > umschließt Richtig. Bernd K. schrieb: > Was ist mit Goubau-Leitungen? Den Begriff musste ich googlen. Ich konnte nur kurz den Wikipediaartikel überfliegen, allerdings scheint es für mich als wäre hier die Wellenausbreitung der Felder ein zentraler Punkt. Sämtliches was oben geschrieben wurde gilt natürlich nur, solange Wellenphänomene keine bedeutende Rolle spielen, die magnetischen Felder also als statisch approximiert werden können ("quasistatisch"). Davon geht man bereits bei der Definition von Induktivität aus, man nimmt ja an, dass das magnetische Feld direkt proportional zum ihn erregenden Strom ist. In Wahrheit ist jedoch die Ausbreitung des Magnetfelds innerhalb einer Leiterschleife durch die Lichtgeschwindigkeit limitiert (es vergeht ja eine gewisse Zeit bis sich das Feld vom Leiter ausgehend in den Raum ausgebreitet hat). Sobald die Wellenausbreitung eine entscheidende Rolle spielt werden die Sachverhalte grundlegend anders. Eine Beschreibung mit isolierten Elementen (Induktivitäten, Kapazitäten, etc.) ist dann nicht mehr in der Lage den Sachverhalt zu beschreiben.
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Hallo, > Michael L. schrieb: >> Aber es ist aus dem Zusammenhang auch nicht allzu schwer zu erkennen, >> dass es bei der Zeichnung nicht um ein klassisches Netzwerkmodell geht. > > Warum nimmt er dann überhaupt das Wort Kirchhoff in den Mund wenn er in > einer völlig anderen Domäne unterwegs ist wo weit und breit überhaupt > kein Kirchhoff existiert? Zunächst ist es ja so, dass die Kirchhoff'sche Maschenregel aus einer Beobachtung von Gleichstromnetzwerken mit endlichen Linearausdehnungen stammt. Dort stellte man fest, dass die Summe aller Teilspannungen "einmal im Kreis herum" gleich null ist. Bei Wechselspannungsschaltungen konnte man die Gültigkeit dieser Regel ebenfalls beobachten, wenn man sich darauf festlegte, Spannungen nur außerhalb der Bauelemente (insbesondere außerhalb von Spulen) zu messen und die Frequenz so gering zu halten, dass die einzelnen Stromkreise keine relevanten Induktivitäten aufweisen. In eine Gleichung gegossen lautet der Zusammenhang:
Diese Gleichung hat man zunächst an Schaltungen mit endlich großen Längenausdehnungen festgestellt und sie dort "Kirchhoff'sche Maschengleichung" genannt. Im Rahmen der Formulierung der Netzwerktheorie hat man diese Erkenntnisse später abstrahiert. In der heute (in der Elektrotechnik) gelehrten Netzwerktheorie denkt man nicht mehr an echte Bauelemente, sondern an idealisierte (konzentrierte, unendlich klein gedachte) Bauelemente, von denen man nur das Klemmenverhalten kennt. Ein Netzwerk stellt man sich in der Netzwerktheorie nicht als eine Zusammenstellung von Drähten, Widerständen, Dioden usw. vor, sondern als ein abstraktes Modell aus Knoten und Kanten mit idealisierten Zweipolen und deren Gleichungen. Auch die Kirchhoff'sche Maschenregel kommt in der Netzwerktheorie vor, und zwar gleichlautend wie oben zitiert, bloß mit der Maßgabe, dass man in der abstrakteren Netzwerktheorie mit idealisierten Bauelementen arbeitet. Um diese abstrakten Netzwerke geht es Lewin aber nicht. Er hat eine Anordnung mit zwei Widerständen (dem echten Bauelement, nicht dem Zweipol) und einem Stück Draht, und er warnt seine Physikkollegen davon, für derartige Anordnungen die aus der Physik der Gleichstromkreise stammende Kirchhoff'sche Maschengleichung zu verwenden. Diese heißt, übersetzt in die Sprache der Feldtheorie:
Wendet man sie auf die einfachen Gleichstromkreise an, so ist sie gültig. Wendet man sie auf Wechselspannungskreise an und vermeidet Integrationswege durch die Bauelemente, so gilt sie näherungsweise. Lewin weiß, dass viele Leute diese Gleichung auch für Situationen anwenden wollen, wo sie nicht gilt, nämlich für Induktionsexperimente. In Deutschland sei hier explizit das Lehrbuch "Demtröder - Experimentalphysik 2" (2. Auflage) genannt, das zur Erklärung der Induktion die Kirchhoff'sche Maschengleichung nutzt. Auch im Lehrbuch "Gerthsen Physik" (24. Auflage) ist die Maschengleichung implizit enthalten. Sie wird hier zwar nicht direkt erwähnt, aber es ist leicht zu erkennen, dass der Autor das zugrundeliegende Modell verinnerlicht hat. Er gibt nämlich an, dass in der Primärspule eine der Eingangsspannung entgegengesetzt gleiche Spannung entstehe, die die Eingangsspannung kompensiere. Dieses (unphysikalische) Anschauungsmodell aus Gerthsen und Demtröder schwirrt in den Köpfen sehr vieler Lernender und Lehrender herum -- weltweit! Wenn Du dir die deutschsprachige Einführungsliteratur ansiehst, erkennst Du die Formulierungen von Gerthsen und Demtröder in vielen Büchern sogar fast wortgleich wieder. Lewin spricht dieses Problem mit großer Deutlichkeit an und erweist seinen Studierenden dabei einen großen Dienst. Seine Studierende haben nämlich die Chance, nach seiner Vorlesung das Induktionsgesetz zu verstehen, obwohl die einschlägige Literatur in diesem Punkt mehrheitlich falsch liegt und obwohl viele Leute, die nur glauben, das Induktionsgesetz zu verstehen, ihm widersprechen. Viele Grüße Michael Quellen: Dieter Meschede, Gerthsen Physik, 24. Auflage, Springer, ISBN 978-3-642-12893-6 Demtröder, Experimentalphysik, 2. Auflage, Springer, ISBN 978-3-540570950
Hallo, > Lewins Modell beinhaltet ja aber auch mehr als das reine > Induktionsgesetz, er bastelt sich da einige Aspekte zurecht, läßt > anderes wiederum aus. Das hat alles nichts mit Basteln zu tun. Er bringt ganz treffsicher auf den Punkt, um was es bei Induktion geht. Bei Induktion geht es darum, dass das Linienintegral über die elektrische Feldstärke E (-- dieses Linienintegral nennt man im Falle von elektrischen Potentialfeldern, das sind im wesentlichen die Felder von Gleichstromkreisen, auch "Spannung") von einem Punkt A zu einem Punkt B vom Weg abhängig ist. Stell Dir eine nicht bewegte, offene Spule vor, in der ein Permanentmagnet hin und herbewegt wird, so dass sich innerhalb der Spule das B-Feld ändert. Dann gilt: - Das Integral über E entlang einer Verbindung von A nach B durch die Luft ergibt einen Wert ungleich null, nämlich die Klemmenspannung, die viele Leute auch "induzierte Spannung" nennen. - Das Integral über E entlang einer Verbindung von A nach B durch den Draht ergibt in bester Näherung den Wert null, weil im nicht-stromdurchflossenen, ruhenden Draht das E-Feld überall gleich null ist und das Integral über diese Null natürlich ebenfalls null ergibt. Komm mir an dieser Stelle bitte nicht damit, man müsse die Induktion in Spice eben durch eine Spannungsquelle modellieren. Das kann man natürlich machen, und für die Praxis ist das auch ein sehr nützliches Vorgehen, da man damit ein klemmenäquivalentes Ersatzschaltbild erhält. Um aber die Physik insgesamt (AUSSER und INNERHALB der Bauelemente) zu beschreiben, eignet sich dieses Netzwerkmodell nicht. Für den Zusammenhang von U und I sind Spice und Kirchhoff ausgezeichnete Werkzeuge, zur Berechnung von E- und B-Feldern und zur Beschreibung des Induktionsgesetzes sind sie "for the birds". Viele Grüße Michael
Michael L. schrieb: > In Deutschland sei hier explizit das Lehrbuch "Demtröder - > Experimentalphysik 2" (2. Auflage) genannt, das zur Erklärung der > Induktion die Kirchhoff'sche Maschengleichung nutzt. Auch im Lehrbuch > "Gerthsen Physik" (24. Auflage) ist die Maschengleichung implizit > enthalten. Sie wird hier zwar nicht direkt erwähnt, aber es ist leicht > zu erkennen, dass der Autor das zugrundeliegende Modell verinnerlicht > hat. Er gibt nämlich an, dass in der Primärspule eine der > Eingangsspannung entgegengesetzt gleiche Spannung entstehe, die die > Eingangsspannung kompensiere. > > Dieses (unphysikalische) Anschauungsmodell aus Gerthsen und Demtröder > schwirrt in den Köpfen sehr vieler Lernender und Lehrender herum -- > weltweit! Wenn Du dir die deutschsprachige Einführungsliteratur > ansiehst, erkennst Du die Formulierungen von Gerthsen und Demtröder in > vielen Büchern sogar fast wortgleich wieder. Das ist nicht unphysikalisch, sondern ganz im Gegenteil :-) Die genannte Induktionsspannung U_ind stammt aber nicht von einer "Induktivität" im Sinne eines Bauteils, weil die magnetische Kopplung vorhanden ist. Das Ersatzschaltbild für den Primärkreis wäre wohl eine Induktivität (Selbstinduktion) in Reihe mit einer Spannungsquelle (Fremdinduktion aus dem Sekundärkreis). Beide zusammen ergeben U_ind. Beiden Fällen liegt die Reihenschaltung von Spannungen ( = Addition der Spannungen) zu Grunde. Und die gilt immer.
> Beiden Fällen liegt die Reihenschaltung von Spannungen ( = Addition der > Spannungen) zu Grunde. Und die gilt immer. Du verstehst leider nicht ansatzweise, um was es bei Induktion geht. Die Anordnung hast Du offenbar auch nicht verstanden (die Sekundärseite läuft offen - um magn. Kopplung geht es auch nicht). Melde Dich bitte an, wenn Du diskutieren möchtest.
Die rhetorischen Künste des Michael Lenz...
Michael L. schrieb: > Er gibt nämlich an, dass in der Primärspule eine der Eingangsspannung > entgegengesetzt gleiche Spannung entstehe, die die Eingangsspannung > kompensiere. Was passiert den stattdessen?
Bernhard S. schrieb: > Bernd K. schrieb: >> Wie modelliert man sowas wenn man es angeblich nicht mehr weiter >> zerlegen darf in unendlich viele infinitesimal kleine im Reihe >> geschaltete L > > Darf man ... wenn ich ein kleines Leiterstück halbiere, dann ist es > immer noch eine Windung, die nun aber nur noch die halbe Fläche > umschließt An dieser Stelle möchte ich nun leider euer beider Kartenhaus zum Einsturz bringen: betrachte eine symmetrische Leitung, sie besteht aus zwei geraden Leiterstücken, am Ende sind sie offen oder es befindet sich ein weiteres Netzwerk zwischen deren Enden. Willst Du ein Modell davon machen dann mußt Du diese eine Schleife die die Leitung (oder Dein infinitesimales Leitungssegment) ist zerlegen in 2 halb so große Induktivitäten die je eine "halbe Windung" repräsentieren! Um ein Modell zu gewinnen das sich genauso verhält kann man das problemlos machen, man halbiert die Induktivität in einem Modell das in einer abstrakten Welt (Netzwerk) existiert in der weder der Begriff "Fläche" noch "Windung" überhaupt definiert ist. Es ist durchaus möglich, erlaubt und praktikabel ein Modell zu erstellen mit dem man die wesentlichen elektrischen Eigenschaften dieser Anordnung beschreiben und vorhersagen kann, ob es Dir nun gelingt in der realen Welt die Induktivität dieser Viertelwindung für sich alleine praktisch zu messen oder zu berechnen oder nicht spielt keine Rolle.
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Bernd K. schrieb: > Willst Du ein Modell davon machen dann mußt Du diese eine Schleife die > die Leitung (oder Dein infinitesimales Leitungssegment) ist zerlegen in > 2 halb so große Induktivitäten die je eine "halbe Windung" > repräsentieren! Selbstverständlich nicht, wie kommst du darauf?
Ufgrutz schrieb: > Bernd K. schrieb: >> Willst Du ein Modell davon machen dann mußt Du diese eine Schleife die >> die Leitung (oder Dein infinitesimales Leitungssegment) ist zerlegen in >> 2 halb so große Induktivitäten die je eine "halbe Windung" >> repräsentieren! > > Selbstverständlich nicht, wie kommst du darauf? Wie willst Du es denn dann machen? Es soll eine symmetrische Leitung sein.
Bernd K. schrieb: > Wie willst Du es denn dann machen? Es soll eine symmetrische Leitung > sein. Und wieso soll sich daran etwas ändern wenn du die Anteile nicht gleich wählst?
Ufgrutz schrieb: > Bernd K. schrieb: >> Wie willst Du es denn dann machen? Es soll eine symmetrische Leitung >> sein. > > Und wieso soll sich daran etwas ändern wenn du die Anteile nicht gleich > wählst? Male bitte hin wie Du Dir das vorstellst. Ganz davon abgesehen daß eine Leitung die am fernen Ende keinen Kurzschluss hat gar keine ganze Windung ist und nie eine sein kann.
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Bernd K. schrieb: > Male bitte hin wie Du Dir das vorstellst. Muss bis Nachmittag warten. > Ganz davon abgesehen daß eine Leitung die am fernen Ende keinen > Kurzschluss hat gar keine ganze Windung ist und nie eine sein kann. Releavnt ist immer nur die von der Schleife aufgespannte Fläche. Die Annahme ist in diesem Fall immer, dass die Leiterenden hinreichend nahe beieinander liegen - man geht also von einer "senkrechten Linie" aus. Wichtig ist wie immer nur die Fläche welche von den beiden Leitern eingeschlossen wird. Das Ding ist eigentlich: man kann Induktivität grundsätzlich nicht als isoliertes Bauelement darstellen. Dahingehend wären theoretisch alle Schaltpläne welche eine Spule enthalten falsch, da Induktivität immer nur für eine geschlossene Schleife definiert ist. Es ist nur so, dass in den meisten Fällen (also fast immer wenn man eine diskrete Induktivität als Bauteil vor sich liegen hat) die Schleife ausserhalb des Bauelements einen relativ unerheblichen Anteil hat. Es ist also relative egal ist wo genau diese geschlossen wird da der überwiegende Hauptteil der magnetischen Energie im Bauelement gespeichert ist. Sobald jedoch diese Bedingung nicht mehr erfüllt ist funktioniert das ganze nicht mehr und das ist gerade bei den Streuinduktivitäten von Tracks, Kabeln etc. der Fall. Um auf die Leitung zurückzukommen: Stell dir vor du hast eine normale 2 Draht Leitung mit Kurzschluss am Ende. Deren Induktivität kann für eine bestimmte Länge definiert, berechnet und gemessen werden und ist eine Eigenschaft der gesamten aufgespannten Leiterschleife. Wir nehmen an, dass der Leiterabstand relativ gross ist (z.B. 1 m), die Länge relative lang (z.B. 10 km) und erhalten einen bestimmten Induktivitätswert. Nun verlegen wir parallel zu jedem der Einzeldrähte einen weiteren Draht in einem sehr kleinen Abstand (z.B. 1 mm), haben also nun 4 Drähte. Jeder dieser Paralleldrähte hat zusammen mit dem "Hauptdraht" wieder eine Induktivität. Durch den kleinen Abstand ist diese nun sehr viel kleiner also die Induktivität der beiden Hauptdrähte vom Anfang. Wenn du das nun als Ersatzschaltung mit je der halben Induktivität für jeden Leiter zeichen willst wirst du auf ein Problem stossen. Die Induktivitäten gehen in Summe nicht auf. Die kleinen Induktivitäten der Hilfsdrähte liegen parallel zu den grossen Induktivitäten aus den Hauptdrähten. Das Problem lässt sich auch nicht durch Koppelinduktivitäten lösen da während der Messung die Leitungsanfänge offen liegen - es kann also kein Strom durch die Koppelinduktivitäten fliessen. Ich gebe zu ohne Zeichnung ist das eher schwierig zu verstehen, werde ich später nachliefern.
Oder nimm das Modell eines gestreckten Halbwellendipols. Dort hast Du L, C und R. Keins davon hat jedoch seine physikalische Entsprechung in einer tatsächlich vorhandenen geschlossenen Leiterschleife oder einem ohmschen Widerstand. Dennoch können wir damit rechnen und einfach so tun als wären sie hinter den Anschlussklemmen irgendwo vorhanden, obwohl wir nicht in der Realität die "Spule" oder den Strahlungswiderstand als einzelnes Bauteil herausreißen und für sich betrachtet alleine ausmessen können. Dementsprechend behaupte ich es muß erlaubt sein die eine Windung in Lewins Versuch im Modell rein rechnerisch in 4 in Reihe geschaltete kleinere Induktivitäten aufzuteilen ohne der Induktivität der ganzen Schleife irgendeinen Schaden zuzufügen. Es wird auch nirgends gefordert die einzelne Viertelschleife für sich alleine in der physikalischen Realität auszumessen ohne die 3 anderen Segmente dabei an Ort und Stelle zu lassen und mit einzubeziehen.
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Bernd K. schrieb: > Dementsprechend behaupte ich es muß erlaubt sein die eine Windung in > Lewins Versuch im Modell rein rechnerisch in 4 in Reihe geschaltete > kleinere Induktivitäten aufzuteilen ohne der Induktivität der ganzen > Schleife irgendeinen Schaden zuzufügen. Da habe ich nichts gegen einzuwenden - man braucht am Anfang eine Induktivität mit ganzzahliger Windungszahl, um sie berechnen zu können. Dann kann man sie (im Schaltbild!) in einem weiteren Schritt natürlich in beliebig viele kleinere Induktivitäten aufteilen.
Ich sehe gerade, das hast du auch schon geschrieben: Bernd K. schrieb: > Um ein Modell zu gewinnen das sich genauso verhält kann man das > problemlos machen, man halbiert die Induktivität in einem Modell das in > einer abstrakten Welt (Netzwerk) existiert in der weder der Begriff > "Fläche" noch "Windung" überhaupt definiert ist. Es ist durchaus > möglich, erlaubt und praktikabel ein Modell zu erstellen mit dem man die > wesentlichen elektrischen Eigenschaften dieser Anordnung beschreiben und > vorhersagen kann, ob es Dir nun gelingt in der realen Welt die > Induktivität dieser Viertelwindung für sich alleine praktisch zu messen > oder zu berechnen oder nicht spielt keine Rolle. da gehe ich 100% mit
@Michael: Schau dir Lewins Erklärung und seinen Aufbau (bzw. die Nachstellung von EB) an. Michael L. schrieb: > Stell Dir eine nicht bewegte, offene Spule vor, in der ein > Permanentmagnet hin und herbewegt wird, so dass sich innerhalb der Spule > das B-Feld ändert. Wir haben hier aber keine offene Spule. Wir haben eine geschlossene Leiterschleife, die eine bestimmbare Fläche aufspannt und dem Strom damit einen Weg vorgibt. Michael L. schrieb: > Komm mir an dieser Stelle bitte nicht damit, man müsse die Induktion in > Spice eben durch eine Spannungsquelle modellieren. Es ist aber das, was Lewin hier aufbaut, an diesem Aufbau eine Messung durchführt, und mit diesem Ergebnis seine Aussage (Kirchhoff for the birds) stützt. Lewin hat DAS Experiment schlechthin nachgebaut, mit dem man normalerweise die magnetische Induktion demonstriert. Michael L. schrieb: > Um aber die Physik insgesamt (AUSSER und INNERHALB der Bauelemente) zu > beschreiben, eignet sich dieses Netzwerkmodell nicht. Niemand hier behauptet, daß Kirchhoff überall anwendbar ist, und es geht hier nicht um Wirbel innerhalt eines realen Bauelements. Im diksutierten Versuch ist dies jedoch nicht der Fall, Kirchhoff läßt sich gerade hier ganz passabel anwenden, Lewin hat aber in seiner Messung einen fatalen Fehler eingebaut und ein Beispiel gewählt, daß nicht zu dem passt was er vermutlich vorbringen will. Schau dir doch einfach mal selber an, um was es zumindest am Anfang der Diskussion hier mal ging. Du brauchst auch nicht die 1,5h-Vorlesung von Lewin zu hören, er hat seinen Punkt stark verkürzt in einem der unteren Videos nochmal dargestellt (selbst da nehmen seine Tiraden und Emotionalausbrüche noch den größten Teil der Zeit ein, das ist auch der Grund warum ich ihm auch nicht gerne länger als nötig zuöre). Es gibt auch ein Video von ihm, wo er sich bei EB "entschuldigt". In diesem Video, er zeigt dort die ganze Zeit eine schematische Darstellung von seinem Versuchsaufbau, kann man zumindest feststellen daß etwas in seiner Messung definitiv nicht stimmt. Im Anhang noch ein paar Bilder von der Nachstellung von EB. Ich hab mal seine genommen, da ich einerseits keine Lust habe die passenden 10s in seiner 1,5h-Vorlesung rauszusuchen, andererseits auch davon ausgehe daß sein Aufbau weitaus aufgeräumter ist wenn ich mir Lewins Gefuddel mit der einfachen Drahtschleife ansehe. Nachschlag: Ich habe noch einen Screenshot von der "Entschuldigung" von Lewin angehangen. Dort ist, neben seinem Monolog, eine Zeichnung von seinem Aufbau, den EB so auh nachgestellt hat. Er mißt bei V1 und V2 zwei unterschiedliche Spannungen. Anhand dieser Zeichnung kann man eigentlich schon sehen, daß sein Experiment, zumindest nach den Maßstäben der klassischen Physik, Mist ist. Und noch etwas: Michael L. schrieb: > Dieter Meschede, Gerthsen Physik, 24. Auflage, Springer, ISBN > 978-3-642-12893-6 Ich hab mir das mal angesehen, in der 25. Auflage ist das immer noch so erklärt und ich gebe dir Recht, das ist Unsinn. Das hat m.A. nach weniger etwas mit Kirchhoffs Maschenregel denn mehr mit unzulässiger Vereinfachung zu tun und ich kann aus dem, was ich von Lewin gehört/gesehen habe, auch nicht erkennen wie er auf diesen Mißstand hinaus wollte.
Wühlhase schrieb: > Er mißt bei V1 und V2 zwei > unterschiedliche Spannungen. Anhand dieser Zeichnung kann man eigentlich > schon sehen, daß sein Experiment, zumindest nach den Maßstäben der > klassischen Physik, Mist ist. Was ist der Mist? Was soll klassische Physik sein? Du hast das pdf hier Beitrag "Re: Dr. Lewin (MIT) vs. ElectroBOOM (YouTube): "Kirchhoff's loop rule is for the birds"" gelesen, insbesondere den letzten Abschnitt (11)?
Hallo, > @Michael: > Schau dir Lewins Erklärung und seinen Aufbau (bzw. die Nachstellung von > EB) an. Ich kenne das Video, da ich es schon mehrfach gesehen habe. Das war aber zu einer Zeit, bei der ich die Inhalte, auf denen er herumreitet, schon eine Weile verstanden hatte. Mit ihm und mit Professor Belcher hatte ich auch schon E-Mail-Kontakt. Dabei habe ich beide auf einen subtilen Fehler in seiner Notation der allgemeinen Form des induktionsgesetzes hingewiesen. Dieser Notationsfehler spielt für uns hier aber keine Rolle, da er nur wichtig ist, wenn man bewegte Konturlinien annimmt. > Michael L. schrieb: >> Stell Dir eine nicht bewegte, offene Spule vor, in der ein >> Permanentmagnet hin und herbewegt wird, so dass sich innerhalb der Spule >> das B-Feld ändert. > > Wir haben hier aber keine offene Spule. Wir haben eine geschlossene > Leiterschleife, die eine bestimmbare Fläche aufspannt und dem Strom > damit einen Weg vorgibt. Wenn Du Lewin verstehen willst, ist das aber der erste Schritt. Anschließend können wir gerne zusätzliche Widerstände in die Anordnung einbringen. Jetzt geht es aber erstmal nur um die offene Leiterschleife. Ich hätte gerne zu jeder der Fragen von Dir eine Antwort, idealerweise ein "Verstehe ich" oder "Verstehe ich nicht". 1) In einem elektrostatischen Feld bezeichnet man mit dem Begriff "Spannung" das Linienintegral über die elektrische Feldstärke. 2) Die Linienintegral über E entlang eines nicht stromdurchflossenen Leiters (Integrationsweg verläuft im Metall) ist gleich null, da im Leiter E=0 gilt. 3) Ein Oszilloskop, das man an die Klemmen A und B einer Schaltung anklemmt, zeigt das Linienintegral von E entlang eines im Oszilloskop verlaufenden Weges (z. B. entlang eines hochohmigen Widerstands) an*. 4) In den Zuleitungsdrähten zum Oszilloskop fließt gewöhnlich nur ein Strom mit geringer Stromstärke, da ein Oszilloskop hochohmig ist. Daher kann man für den Zuleitungsdraht eines Oszilloskopes in guter Näherung E=0 annehmen. 5) Die Kombination aus 3) und 4) bedeutet, dass ein Oszilloskop in bester Näherung das Linienintegral vom Anschluss A zum Anschluss B über einen Weg AUSSERHALB des Bauteils, aber INNERHALB des Oszilloskops anzeigt. >> Komm mir an dieser Stelle bitte nicht damit, man müsse die Induktion in >> Spice eben durch eine Spannungsquelle modellieren. > Es ist aber das, was Lewin hier aufbaut, an diesem Aufbau eine Messung > durchführt, und mit diesem Ergebnis seine Aussage (Kirchhoff for the > birds) stützt. Lewin hat DAS Experiment schlechthin nachgebaut, mit dem > man normalerweise die magnetische Induktion demonstriert. Es tut mir leid. Das Thema müssen wir vertagen. Das Verständnis der offenen Leiterschleife ist hierzu der erste Schritt. > Im Anhang noch ein paar Bilder von der Nachstellung von EB. Ich hab mal > seine genommen, da ich einerseits keine Lust habe die passenden 10s in > seiner 1,5h-Vorlesung rauszusuchen, andererseits auch davon ausgehe daß > sein Aufbau weitaus aufgeräumter ist wenn ich mir Lewins Gefuddel mit > der einfachen Drahtschleife ansehe. Die offene Leiterschleife ist m. E. der leichteste Zugang zu dem, was er sagt. Sie hat darüber hinaus den Vorzug, dass Du Dir die Ringintegrale mathematisch nicht im Detail beibringen musst. > Das hat m.A. nach weniger etwas mit Kirchhoffs Maschenregel denn mehr > mit unzulässiger Vereinfachung zu tun und ich kann aus dem, was ich von > Lewin gehört/gesehen habe, auch nicht erkennen wie er auf diesen > Mißstand hinaus wollte. Die Maschenregel ist dort m. E. das grundlegendste Problem. Viele Grüße Michael *Hinweis zur Formulierung: Hier steht absichtlich nicht, dass das Oszilloskop die Spannung zwischen A und B anzeigt, da ja gar nicht klar ist, ob das Ringintegral über E für jeden Weg von A nach B gleich große Werte ergibt.
@Michael: Ich denke, die Punkte 1-5 sind mir klar. Ich bin gespannt, worauf du hinaus willst. @Guido: Der Messaufbau von Lewin ist Mist (wurde aber schon genügend ausgeführt, vor allem am Anfang). Und mit klassischer Physik meine ich das hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Klassische_Physik Nein, das PDF hab ich mir nicht angesehen, bzw. habe ich es jetzt gerade getan. Über den Absatz 11 denk ich grad etwas nach, denn ich betrachte tatsächlich das als Spannung, was in Volt [V] angegeben und gemessen wird, unabhängig davon ob diese durch elektrostatische Ladungstrennung, magnetische Induktion oder galvanische Zellen hervorgerufen wird. Spannung ist Spannung. Es ist natürlich klar daß sich in einer Induktivität kein elektrostatisches Feld ausbildet, ich arbeite allerdings auch nicht mit Begriffen wie "Elektromotorische Kraft". Ich kenne diesen Begriff zwar aus der Literatur, im Studium ist uns dieser aber schon nicht mehr begegnet und soweit ich weiß wird dieser Begriff heute auch allgemein als veraltet betrachtet.
Wühlhase schrieb: > ich arbeite allerdings auch nicht mit > Begriffen wie "Elektromotorische Kraft". Mach dir damit keinen Kopf, es ist einfach die englische Bezeichnung für Induktionsspannung. Wird hierzulande seit über 100 jahren nicht mehr benutzt, vorher war Deutsch die Wissenschaftssprache und so ist der Begriff ins Englische gekommen.
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Hallo, > 1) In einem elektrostatischen Feld bezeichnet man mit dem Begriff > "Spannung" das Linienintegral über die elektrische Feldstärke. > 2) Die Linienintegral über E entlang eines nicht stromdurchflossenen > Leiters (Integrationsweg verläuft im Metall) ist gleich null, da im > Leiter E=0 gilt. > 3) Ein Oszilloskop, das man an die Klemmen A und B einer Schaltung > anklemmt, zeigt das Linienintegral von E entlang eines im Oszilloskop > verlaufenden Weges (z. B. entlang eines hochohmigen Widerstands) an*. > 4) In den Zuleitungsdrähten zum Oszilloskop fließt gewöhnlich nur ein > Strom mit geringer Stromstärke, da ein Oszilloskop hochohmig ist. Daher > kann man für den Zuleitungsdraht eines Oszilloskopes in guter Näherung > E=0 annehmen. > 5) Die Kombination aus 3) und 4) bedeutet, dass ein Oszilloskop in > bester Näherung das Linienintegral vom Anschluss A zum Anschluss B über > einen Weg AUSSERHALB des Bauteils, aber INNERHALB des Oszilloskops > anzeigt. Wühlhase schrieb: > @Michael: > Ich denke, die Punkte 1-5 sind mir klar. Ich bin gespannt, worauf du > hinaus willst. Im Bild sieht man ein Stück dicken, gut leitfähigen Draht, an dessen Enden A und B ein hochohmiger Widerstand (z. B. 1 MOhm wie bei einem Oszilloskop) angeschlossen wird, der als Voltmeter fungiert. Stromtreibend ist die eingezeichnete Änderung der magnetischen Flussdichte. Zur einfacheren Diskussion wollen wir annehmen, dass das Feld
auf den rechteckigen Bereich beschränkt ist, der durch den schwarz eingezeichneten Leiter und die gestrichelt gezeichnete Verbindungslinie zwischen A und B beschränkt ist. In diesem Bereich soll das Feld homogen sein und für die Zeit 0 < t < T einen konstanten Wert
annehmen. Der Kringel mit dem Kreuz kennzeichnet die Richtung des Feldes in "Indianerpfeilschreibweise" (hier: Pfeil von hinten, das Feld zeigt senkrecht in die Zeichenebene hinein). Der restliche Bereich außerhalb des Rechtecks soll feldfrei sein. Entsprechend dem Bauteilgesetz für das Bauelement "Widerstand" gilt während des Zeitbereichs 0 < t < T für die Klemmenspannung:
Diese Spannung hat aufgrund der stattfindenden Induktion einen von null verschiedenen, positiven Wert. Nun schauen wir, ob sich entlang des Drahtes die gleiche Spannung ergibt. Hierzu denken wir uns 15 Miniaturvoltmeter, die so angeschlossen werden, dass der Minus-Anschluss von Voltmeter 1 an der gleichen Stelle angeschlossen wird wie der Plus-Anschluss von Voltmeter 2 (und analog für die restlichen Voltmeter). Die Frage, ob die Spannung zwischen A und B entlang der Drahtstrecke gleich groß ist wie die Spannung zwischen A und B entlang der Luftstrecke, muss mit einem klaren nein beantwortet werden. Aufgrund der geringen Ströme im dicken, schwarzen Draht und aufgrund der guten Leitfähigkeit des Drahtes gilt:
und somit
Die Spannung "einmal im Kreis herum" würde man hier notieren als:
Dies ist genau das, was man in der Feldschreibweise als Ringintegral über E notieren würde:
Mit Spice kannst Du durchaus eine Schaltung konstruieren, die ein gleiches Klemmenverhalten liefert. Du wirst aber nie eine Schaltung erhalten, bei der die Summe der Spannungen von einem Punkt A zu einem Punkt B vom Weg abhängt, über den man die Spannungen von A nach B zusammenzählt. Viele Grüße Michael
u1 = u2 = ... = 0? Du hasts echt drauf. Danke dass du uns die Physik der Induktion erklären konntest!
Nachtrag, in der Hoffnung dass du deinen Denkfehler siehst: Die Spannung u1 lässt sich über den Widerstand nicht messen, da über die Messleitungen die gleiche Spannung induziert wird wie auf dem gemessenen dicken Leitungsstück. Das heißt aber nicht, dass die Spannung null ist. Die Messschleife ist nur in Summe 0 (keine B-Feld-Änderung innerhalb der Schleife).
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> Das heißt aber nicht, dass die Spannung null ist. > Die Messschleife ist nur in Summe 0 (keine B-Feld-Änderung innerhalb der > Schleife). Aha, mit Ohm hast Du also auch so Deine Probleme, nicht nur mit Faraday. In einem Metall gilt:
j ist die Stromdichte, kappa die Leitfähigkeit. Im betrachteten Stromkreis ist j klein (wenig Strom), da der Widerstand R voraussetzungsgemäß groß ist:
Darüber hinaus ist kappa im Draht groß, da ein guter Leiter vorausgesetzt wird:
Für das E-Feld im Draht gilt also idealtypisch:
Das kann man rechnen und messen. Ich beende hiermit meine Diskussion, die ja eigentlich keine Diskussion ist, sondern ein Lernangebot. Das Lernangebot ergibt aber nur Sinn für Leute, die etwas lernen wollen. Für sie steht alles Nötige in den Posts, und wer eine Nachfrage hat, erreicht mich ja auch mit einer privaten Nachricht. Für alle anderen ist es eh egal, ob sie das Induktionsgesetz verstehen oder nicht. Für sie gibt es so viele andere schöne Gebiete, in denen sie sich vertiefen können.
@Michael: Bevor du wegrennst: In einem Punkt bin ich noch nicht einverstanden. Zunächst einmal: Ich sehe immer noch nicht, das Lewin genau das zeigen wollte, wovon wir hier sprechen. Aber das stell ich hier mal zurück. Womit ich in deinem Aufbau nicht einverstanden bin: 1. Du kannst, in deinem Beispiel, nicht einfach an einem beliebigen Widerstand die Zählpfeilrichtung ändern. Das hast du über R_Luft aber gemacht. Wenn du die anderen Widerstände zu 0Ω annimmst (da stimme ich ja auch mit dir überein, ich würde das auch so machen), bleibt nur R_Luft übrig an dem eine Spannung abfallen kann. 2. Ich kann deine Ausführungen ansonsten auch alle nachvollziehen und unterschreib diese auch, jedoch fehlt mir in deiner Überlegung folgendes:
Das kann man formal sicherlich ignorieren wenn man auf etwas anderes hinaus will. Ich sehe allerdings nicht wieso das bei Lewins Aufbau ignoriert, eigentlich eher wegdefiniert (nicht ersetzt!), wird wo es im Versuchsaufbau doch aber eine Rolle spielt. Übrigens, so am Rande: Ich hab, als ich den Kram gelernt habe, auf die Bücher von W. Weißgerber zurückgegriffen (Elektrotechnik für Ingenieure 1-3). Ich hab eben mal die Feynman Lectures überflogen an entsprechender Stelle, der Herleitungsansatz scheint mir auf den ersten Blick derselbe zu sein. Und auch sonst habe ich bisher nicht gehört, daß es vom wissenschaftlichen Standpunkt her Anlass zur Kritik gegeben hätte.
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Hallo, > Zunächst einmal: Ich sehe immer noch nicht, das Lewin genau das zeigen > wollte, wovon wir hier sprechen. Aber das stell ich hier mal zurück. ok. > Womit ich in deinem Aufbau nicht einverstanden bin: > 1. Du kannst, in deinem Beispiel, nicht einfach an einem beliebigen > Widerstand die Zählpfeilrichtung ändern. Die Zählpfeilrichtung gibt doch nur an, in welche Richtung ich das Messgerät einbaue. Das habe ich zusätzlich über die blauen und roten Anschlusskabel markiert. Bei der Einbaurichtung bin ich prinzipiell frei: - Wenn ich die Spannung u_{AB} auf verschiedenen Wegen berechnen will, ist es so wie dargestellt meines Erachtens am günstigsten. Ich sehe, wenn ich von A nach B laufe immer zuerst das rote Anschlusskabel des Voltmeters und dann das blaue. Das erspart mir die Angabe von zusätzlichen Vorzeichen. Ich kann dann schreiben:
und
- Wenn ich die Gesamtspannung "einmal im Kreis herum von Punkt B nach Punkt B" berechnen will, berücksichtige ich die Einbaurichtung durch ein zusätzliches Minuszeichen:
also zuerst MINUS bei der Klemmenspannung
aber dann PLUS bei allen anderen
> 2. Ich kann deine Ausführungen ansonsten auch alle nachvollziehen und > unterschreib diese auch, jedoch fehlt mir in deiner Überlegung > folgendes: >
Die Summe aller Spannungen einmal im Kreis herum ist (bei ruhenden Leitern) gerade die negative Änderung des durch die aufgespannte Fläche hindurchtretenden Flusses. Als aufgespannte Fläche wollen wir hier die Fläche nehmen, die von der Linie des Strompfades begrenzt wird. Unsere Linie soll konkret von Punkt B über den Widerstand R zu Punkt A und dann entlang der schwarzen Linie zurück zu Punkt B gehen. Bei der Wahl der Umlaufrichtung (Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn) sind wir zunächst frei. Wir müssen das aber bei der Flussberechnung berücksichtigen (siehe unten). Für unser Beispiel mit ruhenden Leitern gilt dann:
Wenn man diese Gleichung mit dem Minuszeichen vor der Flussänderung aufschreibt, muss man sicherstellen, dass die Flächennormale (wie in der Differentialgeometrie üblich) rechtshändig zur Umlaufrichtung gewählt wird. Das haben wir hier gemacht (Umlaufrichtung beliebig wählen, Flächennormale dann rechtshändig dazu nehmen)! Setzen wir jetzt in der Gleichung u1=u2=...=u15=0 ein, so ergibt sich:
oder vereinfacht
Der Hinweis mit den ruhenden Leitern ist in manchen Situationen wichtig, da im allgemeinen Induktionsgesetz nicht die totale Flussableitung steht, sondern das integral über die partielle Flussableitung (vgl. https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Induktion#%C3%9Cbergang_von_der_differentiellen_Form_zur_Integralform) Das ist aber ein eigenes Thema, das ähnliche Kontroversen hervorruft wie die Wirbelfelder und von noch weniger Leuten verstanden wird. > Das kann man formal sicherlich ignorieren wenn man auf etwas anderes > hinaus will. Ich sehe allerdings nicht wieso das bei Lewins Aufbau > ignoriert, eigentlich eher wegdefiniert (nicht ersetzt!), wird wo es im > Versuchsaufbau doch aber eine Rolle spielt. Die Flussableitung findet man nicht als einzelne Spannung irgendwo im Strommkreis, sondern sie ist vielmehr die Summe aller Teilspannungen. > Übrigens, so am Rande: Ich hab, als ich den Kram gelernt habe, auf die > Bücher von W. Weißgerber zurückgegriffen (Elektrotechnik für Ingenieure > 1-3). Ich hab eben mal die Feynman Lectures überflogen an entsprechender > Stelle, der Herleitungsansatz scheint mir auf den ersten Blick derselbe > zu sein. Und auch sonst habe ich bisher nicht gehört, daß es vom > wissenschaftlichen Standpunkt her Anlass zur Kritik gegeben hätte. Es ist halt mühsam, das Induktionsgesetz richtig zu erklären, wie das Beispiel von Professor Lewin zeigt. Und für ein prestrigeträchtiges Journal-Paper ist das Thema zu alt. Allenfalls in einer Didaktikzeitschrift kann man mit dem Thema durchkommen. Dann muss man aber Glück haben, dass die Reviewer von dem Thema Ahnung haben. Mit dem Prädikat "MIT-Professor" ist das Durchkommen auch sicher einfacher als mit dem Prädikat "Feld-Wald-Wiesen-Professor". Weißgerber erklärt das Induktionsgesetz aber m. E. richtig (ich habe von ihm allerdings noch nicht viel gelesen). Viele Grüße Michael
Sorry, ich hatte die letzte Woche etwas viel zu tun und hatte wenig Zeit. Michael L. schrieb: > Die Zählpfeilrichtung gibt doch nur an, in welche Richtung ich das > Messgerät einbaue. Naja, ich lese aus der Zählpfeilrichtung heraus, ob Energie in das System ein- oder ausgebracht wird. So unwichtig finde ich die Zählpfeilrichtung daher nicht. Vorzeichenfehler passieren mir bei größeren Rechnungen zwar auch öfter, aber bei kleineren Ersatzschaltbildern komme ich mit Ausdrücken wie I1 und -I1 ganz gut klar. Zum Rechnen hat man ja Computer, die können das besser. Michael L. schrieb: > Weißgerber erklärt das Induktionsgesetz aber m. E. richtig Das beruhigt mich ja schon mal. Dann hatte ich wenigstens schomal das richtige Studienmaterial. :) Ich würde vorschlagen mal etwas weiter vorne anfangen: Wir nehmen statt einer Leiterschleife ein gerades Stück Draht, der durch ein Magnetfeld bewegt wird. Ob sich der Draht bewegt oder das Magnetfelt ändert ist ja egal. In diesem Drahtstück wirken jetzt zwei Kräfte gegeneinander: Einmal die Lorentzkraft, die eine Trennung der Ladungsträger hervorruft. Bzw. die beweglichen Elektronen auf eine Seite zieht, während die unbeweglichen, jetzt positiv geladenen, Atomkerne an ihrem Ort verbleiben. Dadurch wird im Draht nun gleichzeitig ein elektrisches Feld aufgebaut, daß homogen ist und entlang des Drahtes verläuft. Dieses hast du oben in der Leiterschleife zu null definiert. Die Lorentzkraft bzw. die von ihr hervorgerufene Spannung, sehe ich in deinem Modell aber immer noch nicht berücksichtigt. Die sollte in deinem Beispiel von den Spannungsmessern aber angezeigt werden, in der Hinsicht korrigiere ich meine Aussage von oben. Selbstverständlich nicht konzentriert an einer Stelle, sondern verteilt rings um die Leiterschleife herum, so wie sich das E-Feld und die Lorentzkraft am bewegten Drahtstück entlang seiner ganzen Länge ausbildet. Michael L. schrieb: > Es ist halt mühsam, das Induktionsgesetz richtig zu erklären, wie das > Beispiel von Professor Lewin zeigt. Und für ein prestrigeträchtiges > Journal-Paper ist das Thema zu alt. Allenfalls in einer > Didaktikzeitschrift kann man mit dem Thema durchkommen. Dann muss man > aber Glück haben, dass die Reviewer von dem Thema Ahnung haben. Mit dem > Prädikat "MIT-Professor" ist das Durchkommen auch sicher einfacher als > mit dem Prädikat "Feld-Wald-Wiesen-Professor". Keine Frage. Vor allem ist das auch kein Thema, über das man mit Kommilitonen diskutieren könnte. Insofern schätze ich dieses Gespräch sehr.
Kalle schrieb: > Es ging einfach darum, dass Elektroboom Unrecht hat und offensichtlich > (trotz seines Masters) über den Spannungsteiler hinaus auch kein Wissen > der theoretischen Elektrotechnik besitzt. Das deutsche Äquivalent wäre > wohl der FH-Absolvent, der versucht, mit Promovierten eine Diskussion zu > führen. Also ohne die theoretische Elektrotechnik bestanden zu haben bekommt man an der Fachhochschule keinen Master.
Dieses Video von Elektroboom versucht zumindest die Wogen zu glätten: https://www.youtube.com/watch?v=Q9LuVBfwvzA
> Dieses Video von Elektroboom versucht zumindest die Wogen zu glätten: > https://www.youtube.com/watch?v=Q9LuVBfwvzA Ich würde sagen, er versucht sich herauszureden. Um Recht zu behalten, definiert er sogar den Begriff "elektrische Spannung" um.
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Hallo, >> Die Zählpfeilrichtung gibt doch nur an, in welche Richtung ich das >> Messgerät einbaue. > > Naja, ich lese aus der Zählpfeilrichtung heraus, ob Energie in das > System ein- oder ausgebracht wird. So unwichtig finde ich die > Zählpfeilrichtung daher nicht. Die Zählpfeilrichtung sagt isoliert betrachtet überhaupt nichts über die Energieflüsse aus. Um etwas über den Energiefluss zu sagen, musst Du die Kombination aus Zählpfeilrichtungen und Zahlenwerten betrachten. Im Beispiel betrachten wir zwei Spannungsquellen. U1 ist ein Netzgerät mit variabler Spannung, U2 ein wiederaufladbarer Akku. Im Fall von
wird der Akku geladen, im Fall
wird der Akku entladen. Das ist vollkommen unabhängig davon, ob ich den Stromzählpfeil wie im oberen Teilbild oder wie im unteren Teilbild wähle. Entscheidend für die Beschreibung ist, dass die Gleichungen, die ich notiere, zu den gewählten Zählpfeilen passen. Im oberen Bild wähle ich:
, während ich im unteren Bild korrekterweise notiere
. Hinsichtlich der Energieflüsse ist
die von der Spannungsquelle 1 ins Netz eingebrachte Leistung. Diese Leistung ist für
größer als null.
die von der Spannungsquelle 1 aus dem Netz entnommene Leistung. Diese Leistung ist für
kleiner als null. > Ich würde vorschlagen mal etwas weiter vorne anfangen: Wir nehmen statt > einer Leiterschleife ein gerades Stück Draht, der durch ein Magnetfeld > bewegt wird. Sagen wir, dass das Magnetfeld homogen und zeitlich konstant ist? > Ob sich der Draht bewegt oder das Magnetfelt ändert ist ja > egal. Nein, die Situationen unterscheiden sich gravierend. > In diesem Drahtstück wirken jetzt zwei Kräfte gegeneinander: > > Einmal die Lorentzkraft, die eine Trennung der Ladungsträger hervorruft. > Bzw. die beweglichen Elektronen auf eine Seite zieht, während die > unbeweglichen, jetzt positiv geladenen, Atomkerne an ihrem Ort > verbleiben. > > Dadurch wird im Draht nun gleichzeitig ein elektrisches Feld aufgebaut, > daß homogen ist und entlang des Drahtes verläuft. Richtig. Auf die freien Ladungen q im Draht wirkt die Kraft:
Nach kürzester Zeit ergibt sich ein Kräftegleichgewicht:
Wenn wir die Gleichung durch die Ladung q teilen und die Summe auf verschiedene Seiten der Gleichung bringen, ergibt sich daraus:
> Dieses hast du oben in der Leiterschleife zu null definiert.
Was heißt "zu null definiert"? Bei mir liegt ein ruhender Draht mitvor. Also habe ich eingesetzt:
Herzlich willkommen im Bereich der speziellen Relativitätstheorie. Die Frage, ob in einem Draht ein E-Feld herrscht, hängt davon ab, in welchem Bezugssystem sich der Beobachter befindet, und zwar ab dem ersten Millimeter pro Sekunde, nicht erst bei Geschwindigkeiten um c herum. > Die Lorentzkraft bzw. die von ihr hervorgerufene Spannung, sehe ich in > deinem Modell aber immer noch nicht berücksichtigt. Die Lorentzkraft ist mangels Bewegung der Ladungsträger nicht vorhanden. Viele Grüße Michael
Was hier noch fehlt: Die Ausarbeitung von Prof. Belcher vom MIT bezüglich ElektroBooms Experimenten: http://www.electroboom.com/share/FaradaysLaw_Mehdi.pdf
Das ganze Problem des Disputs ist, dass sowohl Dr.Lewin als auch Elektroboom mit den falschen Schaltplänen operieren, und es keiner von beiden merkt. Ein Schaltplan ist ein Modell der elektrischen Realität, die einige, aber nicht alle Aspekte abbilden. Eine Linie im Schaltplan ist definiert mit R=0, sie hat keine Kapazitätsbelag, die Kabelführung und die Leitungslänge werden nicht abgebildet. Um Unklarheiten der Definitionen zu vermeiden, kann man ein formal geschlossenes Simulationsprogramm wie z.B. LtSpice betrachten, bei dem die Eigenschaften ganz genau definiert sind. Wenn man eine eine Leiterschleife in ein sich änderndes Magnetfeld bringt, wir eine Spannung induziert. Man kann dieses dann im Schaltplan modellieren, in dem man den Draht durch eine Spannungsquelle ersetzt. Insofern ist mit Dr.Lewin nicht "Kirchoff for the birds" sondern sein Schaltplanmodell "for the birds" ( Was auch immer Vögel damitt anfangen sollen ).
Markus schrieb: > Insofern ist mit Dr.Lewin nicht "Kirchoff for the birds" sondern sein > Schaltplanmodell "for the birds" ( Was auch immer Vögel damitt anfangen > sollen ). Obwohl ich die Diskussion mit großem Interesse verfolgt habe, muß ich sagen, daß mein verstaubtes Hochschulwissen hier gar nicht mithalten kann. Mir erschließt sich lediglich, dass irgendwie verschiedene Modelle benutzt werden. Aber wann, wo, welches Modell relevant ist, kann ich jetzt nicht (mehr) sagen :-) In Aachen gab es in den 70ern einen "weltweit" gefürchteten/anerkannten Lehrstuhl für theoretische E-Technik - sinnvollerweise war das die letzte Prüfung nach! der Diplomarbeit. Später habe ich in einigen Instituten diverse Doktoranten mit Th-E 1+ erleben dürfen, die sich hier pudelwohl gefühlt hätten! Aber mal boshaft ausgedrückt: einen Eimer Wasser umkippen, konnte keiner von denen... Gruß Rainer
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Autor: Rainer V. (a_zip) >Obwohl ich die Diskussion mit großem Interesse verfolgt habe, muß ich >sagen, daß mein verstaubtes Hochschulwissen hier gar nicht mithalten >kann. Mir erschließt sich lediglich, dass irgendwie verschiedene Modelle >benutzt werden. Aber wann, wo, welches Modell relevant ist, kann ich >jetzt nicht (mehr) sagen :-) Ich werde mal versuchen, meine Sichtweise darzulegen und denke, dass sie relativ leicht zu verstehen ist. Wenn man einen Schaltplan lesen will, muss man verstehen, was die einzelnen Komponenten genau bedeuten. Am besten betrachtet man ein Simulationsprogramm wie LtSpice, weil es dort aus Prinzip keine andere Wahl gibt, als sehr genau die Konventionen abzubilden. Nur wenn der Schaltplan den Konventionen des Programms entspricht, kann man simulieren. Man kann es mit einem C-Compiler vergleichen: Tippt man Pseudo-Code in den Editor, werden tausende Fehler geworfen. Nur wenn man alles syntaktisch korrekt macht, compiliert das Programm und es kann ausgeführt werden. Genau das gleiche gilt für Simulationsprogramme, die eine Art graphischen Compiler darstellen. Nehmen wir LtSpice: Der Schaltplan wird in eine Netzliste umgewandelt, mit der LtSpice die Schaltung simulieren kann. Die Netzliste besteht aus Knoten ( Netze genannt ), an die die Bauteile angeschlossen sind. Die Knoten sind im Schaltplan als Linien dargestellt und haben auf dem Bildschirm eine geometrische Ausdehnung. Das kann man leicht mit den Kabeln der realen Schaltung verwechseln. Man sieht aber in der Netzliste, dass die Knoten dort auf einen Verbindungspunkt reduziert sind und keine Ausdehnungsinformation haben. Betrachten wir einmal das Tafelbild von Dr. Lewin. Dort sieht man, dass er das magnetische Feld und auf den Verbindunglinien verschiedene Testpunkte einzeichnet. Er hat damit eine Art Pseudocode kreiert, der keiner syntaktisch korrekten Form folgt und deren Interpretation undefiniert ist und die Bedeutung höchstenfalls erahnt werden kann. Die Schaltung würde nicht kompilieren bzw. ließe sich so nicht in LT-Spice eingeben. Um das irgendwie sinnhaft zu simulieren, müssten Spannungsquellen eingezeichnet werden. Anmerkung: Ich nehme hier die LtSpice-Simulatin nur, um zu verdeutlichen, wie schwer und wichtig es ist, die korrekte Syntax und die korrekte Semantik von wissenschaftlichen Arbeiten genau einzuhalten bzw. in der Ausarbeitung genau zu spezifizieren.
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> Betrachten wir einmal das Tafelbild von Dr. Lewin. > Dort sieht man, dass er das magnetische Feld und auf den > Verbindunglinien verschiedene Testpunkte einzeichnet. > Er hat damit eine Art Pseudocode kreiert, der keiner syntaktisch > korrekten Form folgt und deren Interpretation undefiniert ist und die > Bedeutung höchstenfalls erahnt werden kann. Beschäftige Dich doch mal mit Feldtheorie, Rotation, Divergenz, Gradient, Quellen- und Wirbelfeldern. Dann verstehst Du die elektrische Netzwerktheorie von einem höheren Level aus und kannst auch mitreden. Bis jetzt zeigen Deine Äußerungen nur, dass Du nicht ansatzweise erahnst, um was es in Lewins Video geht.
>Beschäftige Dich doch mal mit Feldtheorie, Rotation, Divergenz, >Gradient, Quellen- und Wirbelfeldern. Dann verstehst Du die elektrische >Netzwerktheorie von einem höheren Level aus und kannst auch mitreden. >Bis jetzt zeigen Deine Äußerungen nur, dass Du nicht ansatzweise >erahnst, um was es in Lewins Video geht. Gerne doch, wenn du dich im Gegensatz dazu mit der Semantik und der Syntax von Schaltplänen beschäftigst. Das du damit nicht sonderlich bewandert bist, zeigst Du mit deiner kreativ-Zeichung hier: https://www.mikrocontroller.net/attachment/406003/Induktion_Spule.png Denn wie ich schon sagte: Nicht nur mathematische Formeln, sondern auch graphische Zeichungen können ganz harten Koventionen folgen, wenn sie präzise sein sollen.
Wäre sicherlich zeiteffizienter, interessanter und schneller erklärt, wenn beide vortragenden per Skxpe ihre Vorstellungen vortragen würden. :-)
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>Wäre sicherlich zeiteffizienter, interessanter und schneller erklärt, >wenn beide vortragenden per Skxpe ihre Vorstellungen vortragen würden. >:-) Sicher, aber so ist's doch viel lustiger und die Mitleser dürfen schon auf die Fortsetzung gespannt sein. Im Anhang noch einen unter Elektrotechnikern sehr beliebter Witz, damit wir ein wenig die Atmosphäre lockern ;-)
Markus schrieb: > Gerne doch, wenn du dich im Gegensatz dazu mit der Semantik und der > Syntax von Schaltplänen beschäftigst. Was stört dich an dieser Abbildung? Die Voltmeter, die wie Widerstände aussehen? Ich denke aus dem Post geht deutlich hervor, was gemeint ist: Michael L. schrieb: > Hierzu denken wir uns 15 Miniaturvoltmeter, die so angeschlossen werden, > dass der Minus-Anschluss von Voltmeter 1 an der gleichen Stelle > angeschlossen wird wie der Plus-Anschluss von Voltmeter 2 (und analog > für die restlichen Voltmeter).
> Denn wie ich schon sagte: Nicht nur mathematische Formeln, sondern auch > graphische Zeichungen können ganz harten Koventionen folgen, wenn sie > präzise sein sollen. Dann entwirf doch mal einen Spice-Schaltplan, bei der die Summe aller Spannungen einmal im Kreis herum ungleich null ist -- analog wie in der Natur. Dabei kannst du gerne harte Kriterien und präzise Zeichnungen verwenden.
Michael L. schrieb: > bei der die Summe aller > Spannungen einmal im Kreis herum ungleich null ist -- analog wie in der > Natur. Das widerspricht sich.
Hallo, vielleicht doch noch mal einen Eimer Wasser :-) Das Induktionsgesetz ist doch einfach... ein geschlossener Leiter in einem Magnetfeld, der bewegt wird, bekommt eine Spannung induziert. Nun kannst du variieren, Leiter bewegt sich, Magnetfeld bewegt sich, durch Magnetfeld erzeugtes elektrisches Feld bewegt sich auch...ein Stück Draht wo, wie oder mit wem auch immer, bleibt ein Stück Draht! In der Simulation immer mit fehlenden Potentialen angemeckert (floating node). Gruß Rainer
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>..ein Stück >Draht wo, wie oder mit wem auch immer, bleibt ein Stück Draht! Tja, wenn das so einfach wäre .. Tatsächlich entspannt sich die Diskussion hier genau deshalb, weil Leute bestimmte Elemente in Zeichnungen mit Drähten verwechseln. Es ist extrem wichtig, die Semantik einer Linie im Schaltplan zu verstehen. Diese Linien im Schaltplan sind dir graphische Repräsentation von Netzen. Die Begriffe "richtig" und "falsch" in meiner Zeichnung beziehen sich auf die Netzdefinition. Richtig ist, wenn der Sachverhalt mit der Definition übereinstimmt. Falsch ist, wenn der Sachverhalt mit der Definition nicht übereinstimmt.
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Mach schrieb: > Michael L. schrieb: >> bei der die Summe aller >> Spannungen einmal im Kreis herum ungleich null ist -- analog wie in der >> Natur. > Das widerspricht sich. In der Natur existieren solche Schaltungen.
> Tja, wenn das so einfach wäre .. > Tatsächlich entspannt sich die Diskussion hier genau deshalb, weil Leute > bestimmte Elemente in Zeichnungen mit Drähten verwechseln. Wer denn? Lewin redet ganz offensichtlich von einen Experimentalaufbau mit echten Widerständen, Spulen, Drähten, Batterien und Feldern. Du bist es, der diesen Aufbau mit einem Netzwerkmodell verwechselt. Dabei geht aus den Aussagen von Lewin ganz klar hervor, dass seine Skizze kein Netzwerkmodell sein kann. So spricht er davon, dass die Summe aller Spannungen einmal im Kreis ungleich null ist. Solche Schaltungen existieren in der Realität, aber nicht im Netzwerkmodell. Lewin betrachtet Felder. Diese existieren in der Natur, aber nicht im Netzwerkmodell. Auslöser für Deinen Irrtum ist, dass Du meinst, Du hättest die Deutungshoheit über den Begriff Kirchhoff'sche Maschengleichung gepachtet. Nur, weil dieser Begriff in der Netzwerktheorie vorkommt, heißt das noch lange nicht, dass er nicht auch anderswo verwendet werden kann.
Ohne mir jetzt die ganzen Kommentare durchzulesen, sollte jeder der mal die Maxwellschen Gleichungen gesehen hat erkennen, dass Dr. Lewin eindeutig im Recht ist. Auch wenn sein Schaltplan den er zur Demonstration da an die Tafel gezaubert hat für den ein oder anderen Geschmack etwas zu minimalistisch sein mag, denn es fehlen Modelle realer Leitungen. Allerdings braucht es die auch nicht unbedingt. Ist halt so schwer zu verstehen für diejenigen, die mit Maxwell nichts anfangen können.
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>... Kirchhoff'sche Maschengleichung .... > Nur, weil dieser Begriff in der Netzwerktheorie vorkommt, > heißt das noch lange nicht, dass er nicht auch anderswo verwendet werden > kann. Man sollte Begriffe und Verfahren auf jeden Fall dort anwenden, wo sie Sinn machen. Sie dort anzuwenden, wo sie keinen Sinn machen, gestaltet sich im allgemeinen schwierig. Weil die Anwendung des Kirchhoffschen Gesetzes in Schaltplänen Sinn macht, ist es nützlich zu wissen, wie man vom physikalischen Verdrahtungsplan zum Schaltplan kommt. Ich will versuchen, dies zu klären, weil es am Anfang dieses dieses Threads verschiedene Versuche dazu gibt. In der Gleichung für das Induktionsgesetz beinhaltet die geometrischen Größen Fläche und Weg. Da es im Schaltplan keine Fläche und keinen Weg ( und damit auch keine Feldstärke ) gibt, ist die Frage, wie wir den geometrischen Aufbau in eine Netzliste umwandeln können. Das ist relativ einfach: Ein Draht in einem sich ändernden Magnetfeld wird zur Spannungsquelle. Dies bedeutet, dass im Schaltplan anstelle des Drahtes eine Spannungsquelle eingezeichnet werden muss. Wichtig ist zu verstehen, dass für den Fall, dass sich die Schaltung in einem wechselnden Magnetfeld befindet der Schaltplan im Vergleich zum statischen Fall geändert werden muss.
Wilma Streit schrieb: > Ohne mir jetzt die ganzen Kommentare durchzulesen, sollte jeder > der mal > die Maxwellschen Gleichungen gesehen hat erkennen, dass Dr. Lewin > eindeutig im Recht ist. Auch wenn sein Schaltplan den er zur > Demonstration da an die Tafel gezaubert hat für den ein oder anderen > Geschmack etwas zu minimalistisch sein mag, denn es fehlen Modelle > realer Leitungen. Allerdings braucht es die auch nicht unbedingt. Ist > halt so schwer zu verstehen für diejenigen, die mit Maxwell nichts > anfangen können. Aus meiner Sicht haben beide recht. Wenn man die Kabel und Messgeräteanschlüsse mit einbezieht, klappts auch mit der Argumentation von Electro Boom. Und Dr. Lewin hat recht, das ist in vielen Lehrbüchern falsch dargestellt, und erst einmal kann man das Kirchoffsche Gesetz so nicht anwenden. Im Prinzip ist das nur ein Kulturproblem. Der Herr Electro Boom ist ein Praktiker mit Erfahrung, und Dr. Lewin ist ein sehr fähiger Theoretiker. Die sprechen eine unterschiedliche Sprache. Praktiker neigen zur Übersimplifizierung, Theoretiker dazu praktische Probleme (wie den Anschluss der Messgeräte mit seinen Kabeln) zu übersehen. Ich finde das ist ein sehr nützlicher und lehrreicher Disput. Wie man an der Diskussion sieht, regt er zum Nachdenken an. Und der Tonfall ist auch in Ordnung. Schön :-)
Autor: jemand (Gast) >Praktiker neigen zur Übersimplifizierung, Theoretiker dazu praktische >Probleme (wie den Anschluss der Messgeräte mit seinen Kabeln) zu >übersehen. Ich halte das Übersehen der Kabel für einen ziemlich schwerwiegenden Fehler. Man darf sie gar nicht weglassen, weil sie genau wie die zu messende Schaltung eine Fläche aufspannen, die vom Wechselfeld durchdrungen werden und deshalb als Spannungsquellen modelliert werden müssen.
Markus schrieb: > Ich halte das Übersehen der Kabel für einen ziemlich schwerwiegenden > Fehler. Würde man die Schaltung von Dr. Lewin den Studenten in allen realen Dreckeffekten erklären, säßen sie nächstes Semester noch da :-) Das hat so schon seine Richtigkeit, zumindest in den Grenzen des Modells. Für einen echten Praktiker ist die ganze Sache wenig aussagekräftig. Dass sich die zwei jetzt streiten, liegt an der natürlichen Rivalität zwischen Ingenieuren und Wissenschaftlern. Die Ingenieure glauben, dass alle Wissenschaftler verkopfte Theoretiker ohne Praxisbezug sind, für die Wissenschaftler sind wir Pfuscher, die hart an der Grenze zur Esoterik entlangschrammen. Beide haben ein bischen recht.
Markus schrieb: > Man darf sie gar nicht weglassen, weil sie genau wie die zu messende > Schaltung eine Fläche aufspannen, die vom Wechselfeld durchdrungen > werden und deshalb als Spannungsquellen modelliert werden müssen. Der erste Teil ist sicher richtig, der zweite zweifelhaft. Ich erinnere mich noch an die Worte meines Physikprofessors. Die waren etwa so: Aus dem bisher besprochenen ... geht hervor, daß ein sich änderndes Magnetfeld einen Strom erzeugt. Der "Unsinn" mit der induzierten "Spannung" ist leider in Welt schon soweit verbreitet, daß er nicht mehr tot zu kriegen ist. Soweit mein damaliger Professor. Wenn du also geschrieben hättest "als Stromquelle modelliert" wäre auch mein damaliger Physikprofessor zufrieden. MfG Klaus
Guten Abend, >>... Kirchhoff'sche Maschengleichung .... >> Nur, weil dieser Begriff in der Netzwerktheorie vorkommt, >> heißt das noch lange nicht, dass er nicht auch anderswo verwendet werden >> kann. Genau. Wir analysieren einen Stromkreis und schauen uns die Summe aller Spannungen einmal im Kreis herum an. > Man sollte Begriffe und Verfahren auf jeden Fall dort anwenden, wo sie > Sinn machen. Sie dort anzuwenden, wo sie keinen Sinn machen, gestaltet > sich im allgemeinen schwierig. Und in diesem Zusammenhang ergibt die Summe aller Spannungen einmal im Kreis herum Sinn. Lewin analysiert die Spannung entlang des Strompfades (d. h. das E-Feld wird im Inneren des Materials gemessen, exakt da, wo der Strom langgeht). Das macht die Netzwerkanalyse gerade nicht. Sie handelt von Spannungen entlang anderer Pfade als dem Strompfad. > In der Gleichung für das Induktionsgesetz beinhaltet die geometrischen > Größen Fläche und Weg. Da es im Schaltplan keine Fläche und keinen Weg ( > und damit auch keine Feldstärke ) gibt, ist die Frage, wie wir den > geometrischen Aufbau in eine Netzliste umwandeln können. Die Antwort lautet: Gar nicht, denn die für die Induktion wesentlichen Dinge werden von der Netzwerktheorie nicht abgebildet. Die Netzwerktheorie ist ein gutes Mittel, um Spannungen AN und Ströme IN den Leitungen und Bauelementen zu messen. Lewin will aber Spannungen IN und Ströme auch IN den Leitungen und Bauelementen messen. Das kann die Netzwerktheorie nicht. Da kannst Du noch so viele Spannungsquellen einbauen. Und wetten, Dein Netzwerkmodell ergibt für die Summe aller Spannungen "einmal im Kreis herum" exakt den Wert null -- im Gegensatz zur Natur? Viele Grüße Michael
Klaus schrieb: > Physikprofessors. Die waren etwa so: Aus dem bisher besprochenen ... > geht hervor, daß ein sich änderndes Magnetfeld einen Strom erzeugt. Der > "Unsinn" mit der induzierten "Spannung" ist leider in Welt schon soweit > verbreitet, daß er nicht mehr tot zu kriegen ist. Soweit mein damaliger > Professor. Vielleicht war das von Dir etwas verkürzt dargestellt, aber was primär erzeugt wird ist ein E Feld. Kein Strom, keine Spannung. Dieses E Feld wird auch erzeugt wenn kein Leiter da ist (da ist es am offensichtlichsten das es keinen Strom erzeugt). Diese Sicht wird direkt durch die Maxwellgleichungen gestützt und experimentell durch elektromagnetische Wellen.
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jemand schrieb: > Wilma Streit schrieb: >> Ohne mir jetzt die ganzen Kommentare durchzulesen, sollte jeder >> der mal >> die Maxwellschen Gleichungen gesehen hat erkennen, dass Dr. Lewin >> eindeutig im Recht ist. Auch wenn sein Schaltplan den er zur >> Demonstration da an die Tafel gezaubert hat für den ein oder anderen >> Geschmack etwas zu minimalistisch sein mag, denn es fehlen Modelle >> realer Leitungen. Allerdings braucht es die auch nicht unbedingt. Ist >> halt so schwer zu verstehen für diejenigen, die mit Maxwell nichts >> anfangen können. > > Aus meiner Sicht haben beide recht. > > Wenn man die Kabel und Messgeräteanschlüsse mit einbezieht, klappts auch > mit der Argumentation von Electro Boom. Und Dr. Lewin hat recht, das ist > in vielen Lehrbüchern falsch dargestellt, und erst einmal kann man das > Kirchoffsche Gesetz so nicht anwenden. Zwischen den Zeilen lese ich hier das Argument heraus, dass es sich bei einem Schaltplan immer um eine Vereinfachung handele, da ja parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten nicht modelliert werden und daher auch die Leitungen in ihrer Eigenschaft als "induktiver Empfänger" nicht explizit eingezeichnet werden müssen. Dem entgegne ich, dass solche Vereinfachungen nur dann gültig sind, solange sie die Wirkweise im Großen und Ganzen beibehalten. Ich kann aber nicht sagen ich zeichne einen parasitären Widerstand nicht ein, wenn das der einzige Widerstand in einem Stromkreis ist und folgere daraus, dass Kirchhoff "for the birds" sei, weil die Spannungsquelle die einzige Spannung in diesem Stromkreis sei, und offensichtlich die Summe aller Spannungen daher nicht 0 sein kann. Beweisführung siehe Anhang. Nichts anderes macht Lewin. Er berücksicht die induzierte Spannung (die tatsächlich auftritt!) nicht in seiner Berechnung. Kameraden wie hochbett denken vielleicht, dass man die Spannungen gar nicht explizieren kann, da sie erst im geschlossenen Kreis auftreten. Das ist aber falsch, die induzierte Spannung setzt sich aus allen Beiträgen der Leitungsteilstücke zusammen. So steigt die Spannung in der Leitung kontinuierlich an, bis sie an den Widerständen wieder schlagartig abfällt.
Beitrag #5781391 wurde von einem Moderator gelöscht.
> Kameraden wie hochbett denken vielleicht, dass man die Spannungen > nicht explizieren kann, da sie erst im geschlossenen Kreis auftreten. > Das ist aber falsch, die induzierte Spannung setzt sich aus allen > Beiträgen der Leitungsteilstücke zusammen. So steigt die Spannung in der > Leitung kontinuierlich an, bis sie an den Widerständen wieder > schlagartig abfällt. Beschäftige Dich einfach mal damit, was das Ringintegral über E bedeutet. Das hast Du m. E. bis jetzt noch nicht ansatzweise verstanden. Nachdem Du es verstanden hast, kannst Du vielleicht inhaltlich mitreden. Falls Dich das Thema Induktion nicht so sehr interessiert, dass Du Dir die Grundgleichungen anschauen willst, kannst Du es ja auch Fachleuten wie Lewin überlassen. Es kann nicht jeder Herzchirurg sein, auch nicht mit Vorwissen als Metzger und Koch.
Das Hauptproblem das einige Leute hier immer noch haben (insbesondere jene die Lewin anzweifeln) ist nach wie vor das gleiche: sie verstehen nicht, dass der betrachtete physikalische Effekt "Induktion in einer Leiterschleife" mit einem Schaltplan schlicht nicht abgebildet werden kann. Ich habe es oben schon geschrieben: um die Netzwerkmodelle anwenden zu können benötigt man zwingend einen eindeutigen Spannungsbegriff. Das zentrale Element in dieser Diskussion ist aber gerade, dass ein solcher nicht existiert da das E-Feld nicht wirbelfrei ist. Das ganze Experiment lebt gerade davon! Sämtliche Argumentationen mit Netzlisten und ähnlichen Ersatzmodellen sind damit direkt hinfällig. Man verwendet auch kein Schaltungssimulationstool um Luftwirbel zu untersuchen, es sind schlicht die falschen Zusammenhänge und das falsche physikalische Modell. Natürlich kann man nun irgendwelche Schaltpläne so lange hinzeichen bis sich die Klemmen des Plans wie die Realität verhalten - mit der physikalischen Realität hat das aber nichts mehr zu tun. Insbesondere sollten einge der Vorposter endlich akzeptieren, dass ein Stück Draht ohne Rückleiter keine Induktivität hat, denn Induktivät ist nur für geschlossene Schleifen definiert. Genau solche Phantasiegebilde werden aber in all den geposteten Schaltungen verwendet um die notwendigen Resultate zu erhalten. Hört auf einzelne Leiter als "Spannungsquellen" zu modellieren, das ist einfach falsch. Das zeigt sich auch sofort wenn man versuchen möchte diese (Koppel)Induktivitäten zu berechnen (nicht möglich da die benötigten Integrationsgrenzen zum berechnen der Felder fehlen) oder bei der Überlegung, welche E-Felder in diesen Leitern herrschen. Mach schrieb: > Kameraden wie hochbett denken vielleicht, dass man die Spannungen gar > nicht explizieren kann, da sie erst im geschlossenen Kreis auftreten. > Das ist aber falsch, die induzierte Spannung setzt sich aus allen > Beiträgen der Leitungsteilstücke zusammen. So steigt die Spannung in der > Leitung kontinuierlich an, bis sie an den Widerständen wieder > schlagartig abfällt. Und gerade das ist eben falsch. Die Leitung ist als (annähernd) idealer Leiter feldfrei. Man erkennt an deinen Ausführungen genau, dass du noch in Potentialen denkst. Das geht bei Wirbelfeldern aber zwangsläufig schief. Ich weiss schon lange nicht mehr wievielen Studenten und fertigen Ingenieuren ich diesen Fehler schon abringen musste. Und genau dieser weitverbreitete Fehler ist vermutlich der Grund, weshalb Lewin so auf das Thema fokussiert ist. Extrem viele auch sehr fähige Leute fallen regelmässig darauf hinein. Der Spannungsbegriff macht nur in wirbelfreien Felder Sinn. In Wirbelfeldern kann man damit nichts anfangen, es ist als würdest du eine Fläche in Kilogramm messen wollen.
Rainer V. schrieb: > ein Stück > Draht wo, wie oder mit wem auch immer, bleibt ein Stück Draht! Man, jetzt seid doch mal ehrlich. Ein Stück Draht ist ein Stück Draht. Im Andromeda oder auf dem Mond...und an dem kannst du erst was messen, wenn du ihn an eine Messapparatur anklemmst! Bis dahin mag sich dieser Draht wie auch immer verhalten...ist "schlichte" Quanten-Theorie! Wenn nicht beobachtet/gemessen im unbestimmten Quantenraum, "Scheissegal". Rainer
Ufgrutz schrieb: > Mach schrieb: >> Kameraden wie hochbett denken vielleicht, dass man die Spannungen gar >> nicht explizieren kann, da sie erst im geschlossenen Kreis auftreten. >> Das ist aber falsch, die induzierte Spannung setzt sich aus allen >> Beiträgen der Leitungsteilstücke zusammen. So steigt die Spannung in der >> Leitung kontinuierlich an, bis sie an den Widerständen wieder >> schlagartig abfällt. > > Und gerade das ist eben falsch. Die Leitung ist als (annähernd) idealer > Leiter feldfrei. Man erkennt an deinen Ausführungen genau, dass du noch > in Potentialen denkst. Das geht bei Wirbelfeldern aber zwangsläufig > schief. Die Magnetfeldänderung verursacht auf jedes einzelne Elektron im Leiter eine Kraft. Das ist die physikalische Ebene. Nehmen wir eine offene Leiterschleife. Jedes Elektron wird in die gleiche Richtung "gedrückt". Bei einem homogenen Feld und kreissymmetrischer Schleife steigt die Spannung entlang des Leiters linear an. Freilich sind die Teilspannungen entlang des Leiters nicht messbar, da ein paralleler Spannungsmesser die gleiche Spannung induziert bekäme. Trotzdem steigt die Spannung entlang des Leiters an. An den offenen Enden ist die Spannung letztlich auch nur annähernd messbar, annähernd, weil die letzte Lücke der Schleife vom Spannungsmesser geschlossen wird, man misst also wieder die volle Schleife. Dass ein Mehrfaches einer Schleife auch ein Mehrfaches der Spannung ergibt, beweist eigentlich schon, dass sich die Spannungen aufaddieren. > Insbesondere sollten einge der Vorposter endlich akzeptieren, dass ein > Stück Draht ohne Rückleiter keine Induktivität hat, denn Induktivät ist > nur für geschlossene Schleifen definiert. Das Induktionsgesetz berücksichtigt auch nur Felder, die innerhalb der Schleife liegen. Das ist jedoch eine technische Vereinfachung. Tatsächlich wirken auch Felder die außerhalb liegen auf die Leiterschleife, jedoch heben diese sich im Verlauf der geschlossenen Schleife vollständig auf. Da Induktionsspannungen aber nur in Schleifenform technisch nutzbar sind (Stromkreis), und die Berechnung dadurch enorm vereinfacht wird, ist das Induktionsgesetz so definiert. Es sind aber Systeme denkbar, bei denen die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Magnetfeldes eine Rolle spielt und damit auch außerhalb der Schleife liegende Magnetfelder relevant werden, da die Induktion auf der einen Schleifenseite vor der aufhebenden Induktion auf der gegenüberliegenden Leiterseite stattfindet.
Nein. Es tut mir leid, aber so ziehmlich das meiste was du da schreibst ist einfach falsch. Mach schrieb: >> >> Und gerade das ist eben falsch. Die Leitung ist als (annähernd) idealer >> Leiter feldfrei. Man erkennt an deinen Ausführungen genau, dass du noch >> in Potentialen denkst. Das geht bei Wirbelfeldern aber zwangsläufig >> schief. > Die Magnetfeldänderung verursacht auf jedes einzelne Elektron im Leiter > eine Kraft. Das ist die physikalische Ebene. Nehmen wir eine offene > Leiterschleife. Jedes Elektron wird in die gleiche Richtung "gedrückt". > Bei einem homogenen Feld und kreissymmetrischer Schleife steigt die > Spannung entlang des Leiters linear an. Nein. Du hast recht, die Elektronen im Draht werden durch das externe E-Feld "zu den Enden gedrückt". Dies führt jedoch gerade dazu, dass der Leiter nun feldfrei ist. Es werden gerade so viele Ladungsträger an die Enden gedrückt, dass sich das externe E-Feld (verursacht durch die B-Feld Änderung) und das "interne" E-Feld (verursacht durch die Verschiebung der Ladungsträger) gerade aufheben. Jegliches nichtverschwindende E-Feld würde schliesslich gemäss
zu einem Stromfluss führen. Selbst im Fall einer Leiterschliefe welche durch Widerstände geschlossen ist (Lewins Beispiel) wäre das resultierende E-Feld im Draht extrem klein (da kappa im Draht verglichen mit dem Widerstandsmaterial der Widerstände viel grösser ist). Mach schrieb: >> Insbesondere sollten einge der Vorposter endlich akzeptieren, dass ein >> Stück Draht ohne Rückleiter keine Induktivität hat, denn Induktivät ist >> nur für geschlossene Schleifen definiert. > Das Induktionsgesetz berücksichtigt auch nur Felder, die innerhalb der > Schleife liegen. Das ist jedoch eine technische Vereinfachung. > Tatsächlich wirken auch Felder die außerhalb liegen auf die > Leiterschleife, jedoch heben diese sich im Verlauf der geschlossenen > Schleife vollständig auf. > Da Induktionsspannungen aber nur in Schleifenform technisch nutzbar sind > (Stromkreis), und die Berechnung dadurch enorm vereinfacht wird, ist das > Induktionsgesetz so definiert. Natürlich nicht. Das Induktionsgesetz ist keine Vereinfachung und berücksichtigt selbstverständlich alle Einflüsse im Rahmen der klassischen Elektrodynamik (es ist eine der maxwellschen Gleichungen). Solltest du tatsächlich daran zweifeln hat die ganze Diskussion ohnehin keinen Sinn mehr. Mach schrieb: > Es sind aber Systeme denkbar, bei denen > die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Magnetfeldes eine Rolle spielt und > damit auch außerhalb der Schleife liegende Magnetfelder relevant werden, > da die Induktion auf der einen Schleifenseite vor der aufhebenden > Induktion auf der gegenüberliegenden Leiterseite stattfindet. Das ist Schwachsinn. Abgesehen davon dass die maxwellschen Gleichungen "sämtliche Einflüsse berücksichtigen" spielen Wellenphänomene und die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Felder hier keine Rolle. Sobald diese relevant werden kann man sich Begriffe wie "Induktivität" sowieso schenken, da dann noch viel mehr grundlegende Annahmen nicht mehr gültig sind (die Annahme quasistatischer Felder ist dann nämlich nicht mehr erfüllt). Es tut mir leid, ich kann mich meinem Vorposter nur anschliessen: man merkt dass dir massiv die Grundlagen fehlen um an der Diskussion überhaupt mitreden zu können. Du müsstest dich mit ein paar elementaren Beispielen zu Induktivitätsberechnungen und Magnetostatik befassen, anders hat das keinen Sinn.
Die beiden Autoren wären gut beraten, wenn sie sich an Kurt Bindl wenden würden.
>Markus schrieb: >> Man darf sie gar nicht weglassen, weil sie genau wie die zu messende >> Schaltung eine Fläche aufspannen, die vom Wechselfeld durchdrungen >> werden und deshalb als Spannungsquellen modelliert werden müssen. >Der erste Teil ist sicher richtig, der zweite zweifelhaft. Ich erinnere >mich noch an die Worte meines Physikprofessors. Die waren etwa so: Aus >dem bisher besprochenen ... geht hervor, daß ein sich änderndes >Magnetfeld einen Strom erzeugt. Der "Unsinn" mit der induzierten >"Spannung" ist leider in Welt schon soweit verbreitet, daß er nicht mehr >tot zu kriegen ist. Soweit mein damaliger Professor. >Wenn du also geschrieben hättest "als Stromquelle modelliert" wäre auch >mein damaliger Physikprofessor zufrieden. >MfG Klaus Auf den ersten Blick sehe ich jetzt keine Beschreibung eines Stromes im Induktionsgesetz.
Deshalb vermute ich, dass ohne eine größere Geschichte drum rum die Sichtweise deines Professors ziemlich schwierig zu halten ist.
>Wenn du also geschrieben hättest "als Stromquelle modelliert" wäre auch >mein damaliger Physikprofessor zufrieden. Schau dir hier mal die Definition eines "Netzes" in einem Schaltplan an: Beitrag "Re: Dr. Lewin (MIT) vs. ElectroBOOM (YouTube): "Kirchhoff's loop rule is for the birds"" Ein Netz zeichnet sich dadurch aus, dass alle Spannungen im Netz gleich sind. Soll zwischen zwei Netzen, die man verbinden will, eine Linie gezeichnet werden, müssen die Spannungen also gleich sein. Sind sie nicht gleich, muss ein Bauteil dazwischen eingezeichnet werden. Das könnte eine Spannungsquelle sein, es könnte aber auch eine Stromquelle sein. Es gibt Regeln, nach denen du Spannungsquellen im Schaltplan durch Stromquellen ersetzen kannst. Die logischen Regeln nach denen Schaltpläne zu interpretieren sind ( ich benutze absichtlich nicht den Begriff Netzwerktheorie, den hier viele verwenden weil's schön akademisch klingt, aber leider in diesem Thread nicht wirklich passt ) sind so klar und geschlossen wie die Maxwell'schen Gleichungen.
Michael L. schrieb: > Beschäftige Dich einfach mal damit, was das Ringintegral über E > bedeutet. Bei Kirchhoff kommt überhaupt kein Ringintegral über E vor sondern eine diskrete Summe von U, da fängts meiner Meinung nach schon an.
>Bei Kirchhoff kommt überhaupt kein Ringintegral über E vor sondern eine >diskrete Summe von U, da fängts meiner Meinung nach schon an. Tja, da liegt im wesentlichen das Problem: Es geht hier um die Sichtweisen aus den Perspektiven zweier unterschiedlicher Modelle. Einerseits des Maxwellschen- andererseits des Schaltplanmodells. Dr.Lewin will mit seinen Experimenten die Elektrotechniker auf die Sichtweisen der Pyhsiker und ihren Maxwellgleichungen aufmerksam machen. Nur leider benutzt er die Symbole der Schaltungstechnik mit selbst erfundenem Regelwerk ohne sich dessen bewusst zu sein. Und es scheint hier vielen der Unterschied zwischen Modell und gefühlt beobachteter Wirklichkeit nicht klar zu sein.
Markus_ schrieb: > Die logischen Regeln nach denen Schaltpläne zu interpretieren sind ( ich > benutze absichtlich nicht den Begriff Netzwerktheorie, den hier viele > verwenden weil's schön akademisch klingt, aber leider in diesem Thread > nicht wirklich passt ) sind so klar und geschlossen wie die > Maxwell'schen Gleichungen. Absolut richtig. Das bedeutet halt nur das bestimmte Aufbauten nicht mit der Netzwerktheorie beschrieben werden können, sondern man auf die Maxwellgleichungen zurückkehren muss. Und zwar nicht erst wenn Strahlungsphänomene eine Rolle spielen.
jemand schrieb: > > Aus meiner Sicht haben beide recht. > > Wenn man die Kabel und Messgeräteanschlüsse mit einbezieht, klappts auch > mit der Argumentation von Electro Boom. Und Dr. Lewin hat recht, das ist > in vielen Lehrbüchern falsch dargestellt, und erst einmal kann man das > Kirchoffsche Gesetz so nicht anwenden. >... > > Ich finde das ist ein sehr nützlicher und lehrreicher Disput. Wie man an > der Diskussion sieht, regt er zum Nachdenken an. Und der Tonfall ist > auch in Ordnung. > Schön :-) Ja okay dem kann ich mich so anschließen!
Guten Abend, > Michael L. schrieb: >> Beschäftige Dich einfach mal damit, was das Ringintegral über E >> bedeutet. > > Bei Kirchhoff kommt überhaupt kein Ringintegral über E vor sondern eine > diskrete Summe von U, da fängts meiner Meinung nach schon an. Selbstverständlich kommt das vor. Wenn Du Lewin aufmerksam zugehört hättest, hättest Du bemerkt, dass er das erklärt hat. Er sagte, dass das Ringintegral über E die Summe aller Spannungen einmal im Kreis herum ist. Das Ringintegral funktioniert so, dass Du eine geschlossene Linie
in differentiell kleine Wegelemente
einteilst. Das was in einem Potentialfeld als "Teilspannung entlang des Wegstückchens ds" bezeichnet würde, ist dann:
(Anknüpfungspunkt zum Schulwissen: Diese Gleichung kennst Du aus der Betrachtung von Kondensatoren. Bei einem homogenen E-Feld gilt für die Kondensatorspannung
. Da wir hier nur ein unendlich kleines Wegstück ds betrachten, können wir davon ausgehen, dass sich sich die Feldstärke E entlang dieses Stückes nicht verändert und ganz entsprechend rechnen.) Wenn Du die "Teilspannungen" entlang des geschlossenen Umlaufes alle aufsummierst, schreibt sich das so:
Das Integralzeichen ist ein stilisiertes Summenzeichen. Der Kringel in der Mitte besagt, dass man über eine geschlossene Kurve integriert. Der einzige Unterschied, den man in der Netzwerktheorie macht ist, dass man die Unterteilung des Weges grober vornimmt und endlich viele Teilspannungen über endlich lange Teilstrecken des Gesamtumlaufes definiert, während die Feldtheorie zunächst unendlich viele unendlich kleine Teilspannungen aufsummiert. Natürlich kann man in der Feldtheorie die Teilspannungen über endlich lange Teilstrecken des Gesamtumlaufes separat ausrechnen und mit eigenen Namen (wie beispielsweise u1, u2, ...) versehen. Und dann hat man die analogen Verhältnisse wie bei der Netzwerktheorie. An was Du dich nun gewöhnen musst ist die Tatsache, dass die Spannung AN einem Bauelement (berechnet über einen Weg weit weg von den Feldern) etwas anderes sein kann als die Spannung die sich ergibt, wenn man exakt dem Strompfad folgt (d. h. die Spannung IN dem Bauelement). Das bedeutet nichts anderes, als dass man keine Spannung im Sinne einer Potentialdifferenz mehr definieren kann. Weitere Erläuterungen zum Ringintegral hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Induktion#Induktionsgesetz_in_Integralform Viele Grüße Michael
Beitrag #5782230 wurde von einem Moderator gelöscht.
Guten Abend, Markus schrieb: > Tja, da liegt im wesentlichen das Problem: Es geht hier um die > Sichtweisen aus den Perspektiven zweier unterschiedlicher Modelle. > Einerseits des Maxwellschen- andererseits des Schaltplanmodells. Das ist richtig. Es geht - um das Feldmodell, das die thematisierten Effekte beschreibt und - um das Netzwerkmodell, das die thematisierten Effekte nicht beschreibt. > Dr.Lewin will mit seinen Experimenten die Elektrotechniker auf die > Sichtweisen der Pyhsiker und ihren Maxwellgleichungen aufmerksam machen. Das ist falsch. Es gibt in diesem Punkt überhaupt keine Differenz zwischen den Sichtweisen von Elektrotechnikern und Physikern. Die besten ihres Faches sind sich in diesem Punkt vollkommen einig. Es zeigt sich bloß, dass es viele schlecht ausgebildete E-Techniker und viele schlecht ausgebildete Physiker gibt, die keine Ahnung haben, was Induktion ist. > Nur leider benutzt er die Symbole der Schaltungstechnik mit selbst > erfundenem Regelwerk ohne sich dessen bewusst zu sein. Das ist m. E. reine Wichtigtuerei. Du hast vom Thema offensichtlich keine Ahnung und mäkelst an Nebensächlichkeiten herum. Wie Dein Beispiel zeigt, kann man die Qualität von Lewins Vorlesung wohl nur erkennen, wenn man ein gewisses Niveau erreicht hat. > Und es scheint hier vielen der Unterschied zwischen Modell und gefühlt > beobachteter Wirklichkeit nicht klar zu sein. Lewin hat ein ganzes Leben lang auf hohem Niveau in der Forschung Physik und Astronomie betrieben. Du hast ja gar keine Ahnung, wie genau sich solche Forscher über das Denken in Modellen im Klaren sind. Viele Grüße Michael
Ufgrutz schrieb: > Du hast recht, die Elektronen im Draht werden durch das externe > E-Feld "zu den Enden gedrückt". Das hab ich nicht gesagt. Sie werden durch die Magnetfeldänderung und damit durch das B-Feld "zu den Enden gedrückt". > Das Induktionsgesetz ist keine Vereinfachung und > berücksichtigt selbstverständlich alle Einflüsse im Rahmen der > klassischen Elektrodynamik (es ist eine der maxwellschen Gleichungen). Es geht nicht darum, dass das Induktionsgesetz "falsch" wäre, sondern dass sich das Induktionsgesetz das physikalische Verhalten "in der geschlossenen Schleife" für die Berechnung zunutze macht und nicht auf Ebene der Elektronen im Leiter rechnet, die für die induzierte Spannung eigentlich verantwortlich sind. Diese Umformungen sind physikalisch und mathematisch natürlich korrekt, aber genau nicht dazu geeignet einen Schleifenteil zu betrachten und damit auch nicht dazu geeignet ein physikalisches Verständnis zu transportieren. Im Gegenteil, wie man bei dir sieht, vernebelt diese Abstraktionsebene (zu einer Flächenbetrachtung hin) sogar deine Fähigkeit ein tieferes physikalisches Verständnis der Induktion zu erlangen. > Abgesehen davon dass die maxwellschen Gleichungen > "sämtliche Einflüsse berücksichtigen" <--> > die Annahme quasistatischer Felder Du bemerkst deinen Widerspruch? Michael L. schrieb: > Der einzige Unterschied, den man in der Netzwerktheorie macht ist, dass > man die Unterteilung des Weges grober vornimmt und endlich viele > Teilspannungen über endlich lange Teilstrecken des Gesamtumlaufes > definiert, während die Feldtheorie zunächst unendlich viele unendlich > kleine Teilspannungen aufsummiert. > [...] > Weitere Erläuterungen zum Ringintegral hier: > https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Induktion#Induktionsgesetz_in_Integralform Im Anhang ein Screenshot aus deinem Link (Wikipedia), der genau meine Darstellung bestätigt: Die induzierte Spannung setzt sich aus allen Teilstücken des Leiters zusammen. Es ist so einfach. Lewin begeht insofern einen Messfehler, dass er im Messgerät und den Zuleitungen sich induzierte Spannung einfängt (ist ja nicht schlimm...). ElektroBoom hat das sehr gut erklärt und mit Experimenten gezeigt. In einem früheren Beitrag hast du versucht zu beweisen, dass in der Messschleife keine Spannung induziert wird. Da zum einen das Messgerät (und die Messschleife) außerhab des Feldes liege und zum anderen der Leiter die Messschleife kurzschließe. Hat aber beides keine Beweiskraft, da der Leitungswiderstand für die Induktion selbst keine Rolle spielt und da du dich selbst auf geschlossene Schleifen limitierst. Wie willst du dann die Spannungszustände in einem Schleifenteil klären. D.h. die Messwerte die Lewin zeigt, sind eben nicht die Spannungen zwischen den Punkten A und D. Kann ja auch gar nicht sein, sonst müssten sie von der Messanordnung unabhängig sein. > Wie Dein Beispiel zeigt, kann man die Qualität von Lewins Vorlesung wohl > nur erkennen, wenn man ein gewisses Niveau erreicht hat. Lewins falsche Schlussfolgerung schmälert die Qualität seiner Vorlesung nicht. Deine falsche Überheblichkeit jedoch ist ekelhaft.
Hallo, >> Wie Dein Beispiel zeigt, kann man die Qualität von Lewins Vorlesung wohl >> nur erkennen, wenn man ein gewisses Niveau erreicht hat. > Lewins falsche Schlussfolgerung schmälert die Qualität seiner Vorlesung > nicht. Deine falsche Überheblichkeit jedoch ist ekelhaft. Dann haben wir uns nichts mehr zu sagen. Alles weitere wäre Perlen vor die Säue geworfen. Viele Grüße Michael
Michael L. schrieb: > Selbstverständlich kommt das vor. Wenn Du Lewin aufmerksam zugehört > hättest, hättest Du bemerkt, dass er das erklärt hat. Er sagte, dass das > Ringintegral über E die Summe aller Spannungen einmal im Kreis herum > ist. Das ist ja schön und gut, aber ich sprach von Kirchhoff, nicht von Lewin's kreativer Kirchhoff-Interpretation. Kirchhoff verwendet kein Integral und das aus guten Grund weil dort wo die Kirchhoff-Regeln anzuwenden sind (nämlich in Schaltplänen) gibts keine Ringintegrale, keine Längen, keine Flächen und auch keine Felder. Kirchhoff ist als Summe einer endlichen Zahl von Spannungen zwischen Netzknoten definiert. Das was Lewin hinschreibt und behauptet das sei Kirchhoff (obwohl es das klar nicht ist) ist bereits eine Fehlinterpretation und ab da braucht man gar nicht mehr weiter zu rechen um vermeintliche Irrtümer "aufzudecken". Einen Apfel kann man nicht am Birnbaum analysieren denn dort sind sowas wie Äpfel gar nicht definiert. Dort kann man nur mit Birnen rechnen. Und am Apfelbaum nur mit Äpfeln.
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Mach schrieb: > Im Anhang ein Screenshot aus deinem Link (Wikipedia), der genau meine > Darstellung bestätigt: Die induzierte Spannung setzt sich aus allen > Teilstücken des Leiters zusammen. Naja, das ist halt falsch, der Integrationsweg ist nicht geschlossen. Außerdem ist dr näherungsweise gleich Null! Bernd K. schrieb: > Kirchhoff ist als > Summe einer endlichen Zahl von Spannungen zwischen Netzknoten definiert. Kirchhoff ignoriert Felder.
Mach schrieb: > Das hab ich nicht gesagt. Sie werden durch die Magnetfeldänderung und > damit durch das B-Feld "zu den Enden gedrückt". Weil eine B-Feld Änderung zu einem E-Feld führt welches eine Kraft auf die Ladungsträger ausübt. Mach schrieb: >> Das Induktionsgesetz ist keine Vereinfachung und >> berücksichtigt selbstverständlich alle Einflüsse im Rahmen der >> klassischen Elektrodynamik (es ist eine der maxwellschen Gleichungen). > Es geht nicht darum, dass das Induktionsgesetz "falsch" wäre, sondern > dass sich das Induktionsgesetz das physikalische Verhalten "in der > geschlossenen Schleife" für die Berechnung zunutze macht und nicht auf > Ebene der Elektronen im Leiter rechnet, die für die induzierte Spannung > eigentlich verantwortlich sind. Diese Umformungen sind physikalisch und > mathematisch natürlich korrekt, aber genau nicht dazu geeignet einen > Schleifenteil zu betrachten und damit auch nicht dazu geeignet ein > physikalisches Verständnis zu transportieren. Im Gegenteil, wie man bei > dir sieht, vernebelt diese Abstraktionsebene (zu einer > Flächenbetrachtung hin) sogar deine Fähigkeit ein tieferes > physikalisches Verständnis der Induktion zu erlangen. Das ist absoluter Schwachsinn. Es sind nicht irgendwelche "Elektronen im Leiter für die induzierte Spannung verantwortlich", auch ohne die Ladungsträger im Draht sind die induzierten E-Felder weiterhin vorhanden. Wenn dir das Induktionsgesetz in der Formulierung als Integral nicht passt kannst du gerne die lokale Version (Maxwellgleichungen in Differentialform) anwenden. Die Resultate sind die selben. Warum deine Gedankengänge falsch sind sieht man sofort an deinem obigen Statement: Ufgrutz schrieb: >> Die Magnetfeldänderung verursacht auf jedes einzelne Elektron im Leiter >> eine Kraft. Das ist die physikalische Ebene. Nehmen wir eine offene >> Leiterschleife. Jedes Elektron wird in die gleiche Richtung "gedrückt". >> Bei einem homogenen Feld und kreissymmetrischer Schleife steigt die >> Spannung entlang des Leiters linear an. Die Spannung steigt eben nicht entlang des Leiters an, da dieser eben feldfrei ist. Warum das so ist habe ich dir oben erklärt, so lange du das nicht verstehst werden wir hier nicht weiterkommen. Insbesondere solltest du mit solchen Aussagen aber etwas vorsichtig sein > dir sieht, vernebelt diese Abstraktionsebene (zu einer > Flächenbetrachtung hin) sogar deine Fähigkeit ein tieferes > physikalisches Verständnis der Induktion zu erlangen. solange es bei dir eklatant an Verständis fehlt.
Genau wie ich gedacht habe...Eimer Wasser auskippen... Gruß Rainer
Guten Abend, Bernd K. schrieb: > Michael L. schrieb: >> Selbstverständlich kommt das vor. Wenn Du Lewin aufmerksam zugehört >> hättest, hättest Du bemerkt, dass er das erklärt hat. Er sagte, dass das >> Ringintegral über E die Summe aller Spannungen einmal im Kreis herum >> ist. > > Das ist ja schön und gut, aber ich sprach von Kirchhoff, nicht von > Lewin's kreativer Kirchhoff-Interpretation. David Dunning schrieb zu dem Problem: „Wenn jemand inkompetent ist, dann kann er nicht wissen, dass er inkompetent ist. [...] Die Fähigkeiten, die man braucht, um eine richtige Lösung zu finden, [sind] genau jene Fähigkeiten, die man braucht, um eine Lösung als richtig zu erkennen.“ https://de.wikipedia.org/wiki/Dunning-Kruger-Effekt Damit ist die Diskussion von meiner Seite aus beendet. Viele Grüße Michael
Michael L. (hochbett) >Der einzige Unterschied, den man in der Netzwerktheorie macht ist, dass >man die Unterteilung des Weges grober vornimmt und endlich viele >Teilspannungen über endlich lange Teilstrecken des Gesamtumlaufes >definiert, während die Feldtheorie zunächst unendlich viele unendlich >kleine Teilspannungen aufsummiert. >Natürlich kann man in der Feldtheorie die Teilspannungen über endlich >lange Teilstrecken des Gesamtumlaufes separat ausrechnen und mit eigenen >Namen (wie beispielsweise u1, u2, ...) versehen. Und dann hat man die >analogen Verhältnisse wie bei der Netzwerktheorie. Jetzt wäre es spannend, ob das auch bildlich darstellen kannst. https://www.mikrocontroller.net/attachment/407196/NetzeInSimulationsprogrammen.png
Hallo, danke Michael L. und Ufgrutz. Ihr habt es sehr gut erklärt. MfG egonotto
Bernd K. >Markus schrieb: >> https://de.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffsche_Regeln >> >>> .... dass innerhalb der Masche keine Änderung des magnetischen Flusses >>> erfolgt ... somit auch auf magnetischem Weg keine Energie in das >>> Netzwerk eingespeist oder von dort entnommen wird. >> >> Also: die Kirchoffschen Regeln gelten nur für statische Felder. Punkt. >Nein: Die Kirchhoffschen Regeln gelten für Maschen. In Maschen gibt es >per Definition keine Felder. Die Wikipedia-Aussage ist somit undeutlich >bis falsch. In der Wikipedia werden die Kirchhoffschen Regeln tatsächlich über das Wegintegral der Feldstärke definiert. In der Form werden sie auch von Dr.Lewin am Anfang seines Videos verwendet. Es wäre mal interessant, die Orginalveröffentlichung von Kirchhoff zu lesen, um zu sehen, ob er das wirklich über Felder gemacht hat. Möglicherweise sind die Gleichungen in den über 100 Jahren verallgemeinert worden. Oft ändert sich ja die Darstellung der ursprünglichen Formeln ( so wie bei den Maxwell-Gleichungen auch ). Leider wird bei mir hier beim Original nur die erste Seite angezeigt: https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k151490/f525.image.langDE
Angehängte Dateien:
Das File oben geht nicht, ich habe die Dateiendung vergessen.
Angehängte Dateien:
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Veroeffentlichung1845.png
230 KB
Das hier ist der Screenshot der Veröffentlichung aus dem obigen Link. Der Text beschreibt die Knotenregel. Die Seite für die Maschenregel wird bei mir nicht angezeigt. Leider sieht man den beschriebenen Versuchsaufbau nicht.
Hallo, Markus schrieb: "Leider wird bei mir hier beim Original nur die erste Seite angezeigt https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k151490/f525.image.langDE " Man kann mit den Steuerelementen rechts die Seiten durchblättern. Es gibt vom Herrn Studiosus Kirchhoff noch einen "Nachtrag zu dem Aufsatze: Ueber den Durchgang eines elektrischen Stromes durch eine Ebene, insbesondere durch eine kreisförmige. Annalen Der Physik Und Chemie, 143(3), 344–349" MfG egonotto
Guido B. schrieb: > Bernd K. schrieb: >> Kirchhoff ist als >> Summe einer endlichen Zahl von Spannungen zwischen Netzknoten definiert. > > Kirchhoff ignoriert Felder. Weil es in einer Netzliste grundsätzlich keine Felder gibt. Oder wie zeichnet man Felder in eine Netzliste ein? Zeig mal wie Du Dir das vorstellst.
Angehängte Dateien:
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Kirchhoff.png
13 KB
Hallo, > "Leider wird bei mir hier beim Original nur die erste Seite angezeigt > https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k151490/f525.image.langDE > > Man kann mit den Steuerelementen rechts die Seiten durchblättern. Oder links unter "Téléchargement/Impression" (Herunterladen/Drucken) die PDF-Datei herunterladen. Schon im ersten Satz des Artikels ist übrigens zu lesen, dass es um konstante Ströme geht. Viele Grüße Michael
>Guido B. schrieb: >> Bernd K. schrieb: >>> Kirchhoff ist als >>> Summe einer endlichen Zahl von Spannungen zwischen Netzknoten definiert. >> >> Kirchhoff ignoriert Felder. Bernd K. schrieb: >Weil es in einer Netzliste grundsätzlich keine Felder gibt. Oder wie >zeichnet man Felder in eine Netzliste ein? Zeig mal wie Du Dir das >vorstellst. Was das Video von Dr.Lewin anbelangt, hatte Michael schon darauf hingewiesen: Es gibt einen Unterschied zwischen dem gezeichneten, physikalischen Versuchsaufbau und dem Schaltplan. Im Schaltplan gilt Kirchhoff immer, im Versuchsaufbau nicht. Da die Kirchhoffgleichungen in der Wikipedia über die elektrische Feldstärke und den Weg beschrieben und diese Begriffe im Schaltplan nicht definiert sind, heißt das, die Gleichungen sind allgemein für die physikalischen Aufbauten gemacht und gelten daher in magnetischen Wechselfeldern nicht, was Dr.Lewin in seinen Videos zeigen will. Den Übergang von einer einfachen Drahtschleife zum dazugehörigen Schaltplan hatte ich hier gezeigt: https://www.mikrocontroller.net/attachment/407302/SchaltplanFuerInduktion.png
In Wikipedia stehen oft Halbwahrheiten und zusammengestümpertes. Von daher kann man die Integrale beim Kirchhoff getrost ignorieren und sich an das Original halten.
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