Hallo Leute, man stelle sich eine Platine mit vollflächigem Kupfer vor, durch das ein (gleichmäßig verteilter) Strom fließt. Die Frage ist nun, ob alle magn. Feldlinien die gesamte Platine umspannen, oder ob es auch "Abkürzer" gibt? Diese müssten ja ggf. durch den Leiter hindurch, nicht mehr um diesen herum. Falls es auch kürzere Feldlinien, als ganz um den Leiter herum gibt: wie kann man diese minimieren/ganz vermeiden?
Ich glaube du stellst dir die Feldlinien etwas zu bildlich vor.
Max D. schrieb: > Ich glaube du stellst dir die Feldlinien etwas zu bildlich vor. Ich stimme dir nicht zu. Lass uns das Gedankenmodell mal entwickeln... Fragender schrieb: > Die Frage ist nun, ob alle magn. Feldlinien die gesamte Platine > umspannen, oder ob es auch "Abkürzer" gibt? Diese müssten ja ggf. durch > den Leiter hindurch, nicht mehr um diesen herum. Teile die Fläche mal gedanklich in zwei parallele Leiterstücke gleicher Stromrichtung und gleicher Stromstärke vor. Oder mehr als zwei. Infinitesimal klein vielleicht. Stell dir vor, die Leiter erzeugen einzeln ein Feld um sich herum. Zwischen den Leiterstücken durchdringen in deinem Modell Feldlinien die Platine. Blöd, dass die einander entgegegesetzt sind, sie höben sich auf. Als würden sie gar nicht existieren. Tun sie auch nicht. Erkenntnis 1 An der Stelle der gedachten Durchdringung gibt es kein Feld. Es wird vielmehr gegenseitig "abgesaugt" und "umgeleitet". Erkenntnis 2 Die beiden bzw. vielen gedachten Leiterstücke werden ein messbares Feld um beide bzw. alle herum haben.
Erkenntnis 3 Manche Leute haben keine Phantasie und kopieren die Gesetzmäßigkeiten, die andere aus eigens entwickelten Modellen abgeleitet haben. Schön dass du diese Gesetzmäßigkeiten anwenden kannst. Auswendiglerner.
Fragender schrieb: > Falls es auch kürzere Feldlinien, als ganz um den Leiter herum gibt: wie > kann man diese minimieren/ganz vermeiden? Man oh man, falls es der liebe Gott (jeder Gott, wirklich jeder ohne Unterschied gemeint...also ein Schöpfer der Welt) so eingerichtet haben sollte, dass es auch so etwas gibt, dann kann das Niemand auf der Welt vermeiden...schon gar nicht minimieren oder was sonst noch! Gruß Rainer
Physikalische Modelle schrieb: > Fragender schrieb: >> Die Frage ist nun, ob alle magn. Feldlinien die gesamte >> Platine umspannen, oder ob es auch "Abkürzer" gibt? >> Diese müssten ja ggf. durch den Leiter hindurch, nicht >> mehr um diesen herum. > > Teile die Fläche mal gedanklich in zwei parallele > Leiterstücke gleicher Stromrichtung und gleicher > Stromstärke vor. Oder mehr als zwei. Infinitesimal > klein vielleicht. Okay. > Stell dir vor, die Leiter erzeugen einzeln ein Feld um > sich herum. Richtig. > Zwischen den Leiterstücken durchdringen in deinem Modell > Feldlinien die Platine. Blöd, dass die einander > entgegegesetzt sind, sie höben sich auf. Als würden sie > gar nicht existieren. Tun sie auch nicht. Soweit auch richtig. > Erkenntnis 1 > An der Stelle der gedachten Durchdringung gibt es kein > Feld. Es wird vielmehr gegenseitig "abgesaugt" und > "umgeleitet". Zu kurz gesprungen. Beweis: Wir unterteilen den Leiter in vier gleichbreite Streifen. (Aufgrund der konstanten Stromdichte fließen in allen Streifen identische Ströme. ) Wenn wir die beiden linken Streifen isoliert betrachten (d.h. kurzzeitig von der Existens der beiden rechten Streifen absehen), gilt Dein Argument (für die beiden linken Streifen): In der infinitesimalen Lücke zwischen dem Streifen ganz links und dem Streifen halb links heben sich die Magnetfelder der dort aneinander angrenzenden Streifen auf. ABER: Es gibt ja in Wahrheit noch die beiden Streifen rechts, und es gibt "äußere" Feldlinien dieser beiden rechten Streifen, die durch die Lücke zwischen den linken Streifen hindurchlaufen. Wieso denn auch nicht? Diese werden aber NICHT von entsprechenden Feldlinien von anderen Streifen weiter links kompensiert, weil dort gar keine Streifen mehr sind. Schlussfolgerung: Die Symmetrielinie der Anordnung ist tatsächlich feldfrei. Wenn die beiden gedachten Streifen gleich breit sind, hebt sich das Feld tatsächlich auf. Je weiter man seitlich von der Symmetrielinie abweicht -- je verschiedener also die beiden gedachten Streifen in ihrer Breite werden -- desto unvollkommener wird die Kompensation, und desto größer wird die magnetische Feldstärke. Ganz am Rand ist die Feldstärke innen im Kupfer genauso groß wie außen in der Luft.
Fragender schrieb: > Falls es auch kürzere Feldlinien, als ganz um den Leiter herum gibt: wie > kann man diese minimieren/ganz vermeiden? Statt Kupfer Blei nehmen, und verdammt gut kühlen, unter -266°C.
Fragender schrieb: > Die Frage ist nun, > ob alle magn. Feldlinien die gesamte Platine umspannen, oder ob es auch > "Abkürzer" gibt? Es gibt auch Abkürzer. Fragender schrieb: > Falls es auch kürzere Feldlinien, als ganz um den Leiter herum gibt: wie > kann man diese minimieren/ganz vermeiden? Vermeiden kann man es gar nicht, reduzieren kann man es indem man den Leiter kleiner macht, dann gibts aber wieder andere Problem. Wenn man den Skin-Effekt ausnutzt kann man Hohlleiter verwenden. In deinem Falle sind das aber alles keine wirklichen Optionen, bei dir gehts ja idR um Platinen, auf diesen Hohlleiter einzusetzen macht die Sache recht kompliziert. Die Feldlinien bilden sich um jeden sich bewegenden Ladungsträger aus. Alle (geschlossenen) Feldlinien innerhalb des Leiters tragen hierbei zu den Verlusten bei, die Nutzenergie wird ausschließlich außerhalb des Leiters transportiert. Ganuer werden diese Effekte u.a. in der theoretischen Elektrotechnik (TET) behandelt, bei uns im Studium war es in TET 1 (TET 2 war Antennentechnik und Wellenausbreitung)
Fragender schrieb: > Falls es auch kürzere Feldlinien, als ganz um den Leiter herum gibt: wie > kann man diese minimieren/ganz vermeiden? Das verleitet mich zur Frage: was genau ist das eigentliche Problem?
Lothar M. schrieb: > Das verleitet mich zur Frage: was genau ist das eigentliche Problem? "Sind Feldlinien auch Kornkreise?"
Natürlich nur in der Annahme, dass keine andren Dinge in der Nähe sind, die das Feld beeinflussen. Also nur für den theoretischen Fall des unendlichen gestreckten Leiters: Bei einem kreisrunden Leiter steigt die Magnetfeldstärke von der Mitte zum Rand hin linear an, die Feldlinien sind kreisförmig. Außerhalb des Leiters nimmt ihre Feldstärke nach dem 1/r-Verlauf ab. In der Mitte des Leiters ist die Feldstärke also Null, das Maximum besteht am Rande des Leiters. Bei einem rechteckigen Leiter ist das Feldlinienbild etwas verformt, stimmt aber qualitativ mit den des runden Leiters überein. Also in der Mitte Null, am äußersten Rand am größten.
Die exakte Lösung zu Deinem Problem findest Du hier: https://www.amazon.de/Theoretische-Elektrotechnik-K%C3%A1roly-Simonyi/dp/3527402667/ref=sr_1_1?keywords=theoretische+elektrotechnik+simonyi&qid=1566895290&s=gateway&sr=8-1
Fragender schrieb: > Diese müssten ja ggf. durch den Leiter hindurch, nicht > mehr um diesen herum. kurz gesagt: Auch im Innern eines Leiters gibt es bei DC ein vom Strom im Leiter erzeugtes Magnetfeld. Erst bei HF gibt es durch die Stromverdrängung in Innern Feldfreiheit bzw. Feldabschwächung.
Meine Güte stellt euch nicht so an. Die Theorie der Elektrotechnik ist seit Maxwell eigentlich abgeschlossen. (1) Also nehmt euch die Maxwellschen Gleichungen und rechnet es durch. Dazu muss man keine neuen "Physikalische Modelle" mehr erfinden. (1)Zumindest so lange man keine Supraleiter und keine relativistischen oder Quanteneffekte berücksichtigt.
>> Falls es auch kürzere Feldlinien, als ganz um den Leiter herum gibt: wie
kann man diese minimieren/ganz vermeiden?
Ganz vermeiden geht nicht. Aber wenn man den Leiter mit einem hoch
permeablen Werkstoff umhüllt, wird das "außenrum"-Magnetfeld verstärkt,
und im Verhältnis dazu die inneren Magnetfelder abgeschwächt...
DümmerGehtImmer schrieb: > Dazu muss man keine neuen "Physikalische Modelle" mehr erfinden. Niemand hat hier "neue physikalische Modelle" erfunden, wie kommst du auf das schmale Brett?
Also. B Feldlinien gehen auch durch den Leiter hindurch. Typ2 Supraleiter zeichnen sich dadurch aus, dass die Feldlinien festgehalten werden, waehrend Typ1 Supraleiter die Feldlinien verdraengen, heisst kein B Feld im inneren haben.
Rainer V. schrieb: > Falls es auch kürzere Feldlinien, als ganz um den Leiter herum gibt: wie >> kann man diese minimieren/ganz vermeiden? Wow...-6 ist schon gestanden! Dabei habe ich doch nur gesagt, was eh alle wissen. Sofern die Naturgesetze morgen oder gar gleich jetzt umgeschrieben werden, dann mag es Feldlinien geben, die "kürzer" oder ganz weg sind oder "minimiert" sein werden! Da das extrem unwahrscheinlich ist, gelten erst mal die Gleichungen von Maxwell. Der TO hat davon aber offensichtlich noch nix gehört. Warum also auf eine blödsinnige Frage ernsthaft antworten??? Gruß Rainer
Beitrag #5954003 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5954013 wurde von einem Moderator gelöscht.
Und ich hatte mir sogar die Mühe gemacht, die reale Aufgabe in einer sehr viel einfacheren Betrachtung zu formulieren. Offensichtlich war das noch nicht einfach genug, denn es weiß immer noch niemand. Denn von den ganz billigen Knallchargen mal zu schweigen, widersprechen sich hier drei, vier Leute, die es zu wissen glauben. Bringt mir soweit einfach nichts. Meine Theorie dazu wäre, daß bei extremer Abflachung des Leiters der Strom je Breiteneinheit so weit abnimmt, daß das magn. Feld diesen örtlich verdrängen kann, und durchbricht. Mir wäre es lieber wenn das nicht geschähe, aber ich vermute es leider.
Das Gesetz von Biot-Savart in seiner integralen Form ist genau der richtige Ansatzpunkt: https://de.wikipedia.org/wiki/Biot-Savart-Gesetz
Durch die Annahme dass die Stromdichte gleichmaessig und konstant ist, allerdings raeumlich begrenzt ist das Volumenintegral relativ einfach aufgestellt. Aus Symmetriegruenden hat die Stromdichte nur eine Komponente, die hier mal o.B.d.A. in x-Richtung gewaehlt wird:
(Ich bekomme leider keinen vernuenftigen Spaltenvektor hier hin :-( ) Damit vereinfacht sich das Ganze schonmal weil die x-Komponente wegfaellt (auch irgendwie logisch, 3 Finger-Regel). Das Integral an sich ist jetzt auf den ersten Blick nicht ganz so trivial, sollte aber weit weg von unloesbar sein. Im Zweifel mal ne Tabelle (oder Mathematica) mit Stammfunktionen in die Hand nehmen fuer:
Da spuckt mir Mathematica schonmal was analytisches aus. Sieht zwar ein bisschen eklig aus, aber ok, sobald mal Werte eingesetzt sind sollte das etwas ansehlicher werden. Vll. mal etwas fuer morgen in der Mittagspause. :-)
:
Bearbeitet durch User
Fragender schrieb: > Und ich hatte mir sogar Man beachte: SOGAR! Darf ich daran erinnern, dass DU hier derjenige bist, der etwas wissen will? > die Mühe gemacht, die reale Aufgabe in einer sehr > viel einfacheren Betrachtung zu formulieren. Jaja... wir sind ja auch alles debile Volltrottel. Entscheide Dich mal bitte: ENTWEDER die Teilnehmer sind einer Frage würdig, und Du traust ihnen sachkundige Antworten zu -- dann stelle Dein Problem vernünftig dar. ODER Du glaubst, dass hier nur Deppen unterwegs sind -- dann verschone uns mit Deinen Fragen. Du verlierst ja nichts, wenn Du uns Blödmänner NICHT fragst. (Und wir bleiben wenigstens von EINEM Rüpel verschont.) Bitte wählen Sie jetzt! > Offensichtlich war das noch nicht einfach genug, denn > es weiß immer noch niemand. Oh doch. Die eine Teilfrage ist beantwortet: Der Leiter ist NICHT feldfrei. (Die Aussage gilt für hinreichend niedrige Frequenzen.) > Denn von den ganz billigen Knallchargen mal zu > schweigen, widersprechen sich hier drei, vier Leute, > die es zu wissen glauben. Bringt mir soweit einfach > nichts. Genau. Selbst nachdenken, nachfragen und -- horribile dictu -- sich etwa SELBST AKTIV an der Diskussion zu beteiligen -- ne, das geht ja gar nicht! Das ist ja voll achtziger! > Meine Theorie dazu wäre, daß bei extremer Abflachung des > Leiters der Strom je Breiteneinheit so weit abnimmt, daß > das magn. Feld diesen örtlich verdrängen kann, und > durchbricht. ??? 1. Ein Isolator "bricht" bei zu hoher elektrischer Feldstäre "durch". Mit Magnetismus hat das nichts zu tun. 2. Du hast im ersten Beitrag AUSDRÜCKLICH konstante Stromdiche vorausgesetzt. Konsante Stromdichte im Leiter ist nur bei DC bzw. bei hinreichend niedrigen Frequenzen möglich. Unter diesen Bedingungen gibt es aber keine Stromverdrängung. 3. Es wäre sinnvoll, wenn Du Lothar Millers Rat befolgst und darstellst, was Dein EIGENTLICHES Problem ist. Dann besteht wenigstens die CHANCE, dass man Dir einen zielführenden Rat geben kann. 4. In praktisch jeder Diskussion gibt es Teilnehmer, die stören WOLLEN (und es auch tun), solche, die NICHT stören wollen (und es ungewollt trotzdem tun), solche, die sich einfach irren -- und auch solche, die einen mehr oder weniger zielführenden Diskussionsbeitrag leisten. Es ist DEINE Aufgabe, den gutwilligen Teilnehmern so zu antworten, dass eine konstruktive Diskussion entsteht.
Egon, bitte verschone mich/uns doch mit deinem Gemecker und dem OT-Zeugs. Ich lese das seit deinem handfesten Ausraster sowieso nicht mehr durch. Danke, Tobias. Leider bin ich kein Mathematiker, kann damit wenig anfangen. Mich interessiert nur, ob, oder ob nicht. Oder, ab welchem Breiten/Höhenverhältnis man mit Feldlinien kürzer als die Leiterbahnbreite rechnen müsste.
Mit FEMM kann man sich das visualisieren lassen, ohne groß Mathe.
Abdul K. schrieb: > Mit FEMM kann man sich das visualisieren lassen, ohne groß Mathe. Man sollte da aber schon wissen was man tut um ggf. falsche Simulationsergebnisse erkennen zu können. ;)
Fragender schrieb: > Meine Theorie dazu wäre, daß bei extremer Abflachung des Leiters der > Strom je Breiteneinheit so weit abnimmt, daß das magn. Feld diesen > örtlich verdrängen kann, und durchbricht. Fragender schrieb: > Leider bin ich kein Mathematiker Da der Strom die Ursache des Magnetfeldes ist, wie kann es bei einem abnehmenden Wert (doch homogen verteilt) plötzlich örtlich stärker werden, um den Leiter zu "durchbrechen"...? Dazu gehört nicht Mathematik, sondern nur minimale Logik. (Es geht hier nicht um komplexeres auf Makroebene, sondern eine "vereinfachte Modellbetrachtung" - Sonnenflecken sind da keine.) Ich habe keinen Schimmer, von welchem Ausraster Du sprichst - und es ist mir auch egal. Angesichts solcher technischer Unbedarftheit könnte ich Ausraster jeglicher Ausprägung von Techniker-Seite gut nachvollziehen. h l v, b
Egon D. schrieb: > Darf ich daran erinnern, dass DU hier derjenige bist, > der etwas wissen will? Nein, er ist derjenige, der euch trollen will. und das ist ihm ja ganz gut gelungen
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.