Hallo! Ich habe zuwei Fragen zum Thema Feldenergie. Vielleicht könnt ihr mir sagen, ob meine Gedankenexperimente so ok sind, oder ob ich das ganze noch nicht vestehe. 1) Ein Sender (z.B. ein FM-Rundfunksender) erzeugt ein elektromagnetisches Feld um seine Antenne. In diesem Feld ist eine genau bestimmbare Feldenergie gespeichert. Wenn ich nun einen Geradeausempfänger in dieses Feld halte, so entnimmt dieser Empfänger Energie aus diesem Feld und wandelt sie in mechanische (akustische) Energie um. Mein Gedankenexperiment wäre also nun. Wenn ich also in einer bestimmten Entfernung R vom Sender die gesamte Feldenergie "entnehme" (durch sehr viele Empfänger), dann würde sich das Feld nur bis zu diesem Punkt ausbreiten, also an allen Punkten >R kein elektromagnetisches Feld mehr vorhanden sein und somit ist kein Empfang mehr möglich. 2) Ein Dauermagnet baut ja ein magnetisches Feld auf. In diesem Feld ist eine gewisse Feldenergie gespeichert. Wenn ein solcher Magnet etwas anzieht, verrichtet er Arbeit. Für diese Arbeit, muss Energie aufgewendet werden. Also wird dem Feld Energie entzogen. Wird nun genügend oft ein Stück Eisen o.ä. von diesem Magnet angezogen, er verrichtet also sehr viel Arbeit, so wird irgendwann keine Energie im Feld mehr vorhanden sein, um genug Arbeit zu verrichten. Der Magnet verliert seine Feldenergie und somit seine Fähigkeit, magnetische Kraft auszuüben. Danke für eure Antworten im Vorraus.
studierender schrieb: > Der Magnet > verliert seine Feldenergie und somit seine Fähigkeit, magnetische Kraft > auszuüben. Oh ja! Jetzt weiß ich endlich warum die Dauermagnete von Lautsprechern so schnell nachlassen. mfg Klaus
studierender schrieb: > dann würde sich das Feld nur > bis zu diesem Punkt ausbreiten, also an allen Punkten >R kein > elektromagnetisches Feld mehr vorhanden sein und somit ist kein Empfang > mehr möglich. Faradayscher Käfig?!
1 ist richtig, 2 auch wenn die Eisen am Magneten bleiben (ansonsten muss wieder Arbeit verrichtet werden- und das Feld wird wieder in der Ursprungszustand versetzt, wenn die Eisenstücke wieder entfernt werden)
Die große Frage ist, ob die Antenne die gesamte Energie in ihrem Umfeld entnehmen kann. Jede Empfangsantenne wirkt auch als Sendeantennte, die ihrerseits Energie abgibt. Die Antenne reflektiert je nach Anpssung Energie. Hinter jeder Dipolantenne breitet sich das elektromagnetische Feld weiter aus. Selbst bei einem Reflektor hinter dem Dipolpol wird nicht die gesamte Energje von der Empfangsantenne absorbiert, sondern wandert in Richtung Sendeantenne zurück.
Gerald K. schrieb: > Die große Frage ist, ob die Antenne die gesamte Energie in ihrem Umfeld > entnehmen kann. Da gibt's überhaupt keine Frage, natürlich geht das: Fridolin schrieb: > Faradayscher Käfig?! studierender schrieb: > Wird nun > genügend oft ein Stück Eisen o.ä. von diesem Magnet angezogen, er > verrichtet also sehr viel Arbeit, so wird irgendwann keine Energie im > Feld mehr vorhanden sein Die Arbeit steckst du beim Entfernen des Magneten wieder rein, hast also insgesamt nichts entnommen. Diesem Umstand versuchen abertausende Freie-Energie-Quacksalber mit ihren "Magnetmotoren" zu entkommen, wird aber nix, das Feld lässt sich nicht bescheißen.
> ...wird aber nix, das Feld lässt sich > nicht bescheißen. Ein Kartoffelfeld schon! ;-)
@ studierender Ich nehme mal an, die Frage zu beiden Punkten, bezüglich der Aussagen, lautet: Ist das so? Zu 2.: Soch ein magnetisches Feld kann man sich m.M.n. wie eine Feder vorstellen. Nehmen wir der Einfachheit halber eine Spiralfeder, die man zusammendrücken und wieder loslassen kann. Liegt die Feder einfach nur so auf dem Tisch, dann ist in ihr keine Energie gespeichert. Sie befindet sich in einem Gleichgewicht, in einem Zustand minimaler Energie, soweit es die Anziehungs- und Abstossungskräfte der Atome der des Metalls, aus dem die Feder besteht, betrifft. Ein Magnet ist mit so einer Feder vergleichbar. Nur ist der Zustand der Materie ein qualitativ anderer. Er bedeutet auch nicht, dass Energie im Magneten gespeichert ist und entspricht damit dem Zustand der auf dem Tisch liegenden entspannten Feder. Die Energie, die aufgewendet wird, um den Magneten herzustellen, bewirkt eine Ordnung, eine einheitliche Ausrichtung der Magnetisierung von Teilstrukturen des Materials. Es ist wichtig zu verstehen, dass diese "Ordnung" an sich kein energetisch höherer Zustand ist als der ungeordnete Zustand. Das ist ein Mißverständnis. Man kann nicht grundsätzlich "Ordnung" mit Energieaufnahme gleich setzen. Es ist nur so, dass im Bereich der materiellen Körper Ordnung häufig mit einer Zunahme der Energie einhergeht. Aber das ist nicht immer so und kommt auf die Definition von Ordnung an. Wenn ich z.B. eine Schachtel mit Mensch-Ärger-Dich-Nicht Figuren nehme, werden die meisten Figuren, wegen ihres niedrigen Schwerpunktes, liegen und damit im Schwerefeld einen energetisch niedrigen Zustand haben, was ihre potentielle Energie betrifft. Stelle ich sie nun aufrecht hin, was offenbar irgend einer "Ordnung" entspricht, haben sie eine etwas höhere potentielle Energie, weil ihr Schwerpunkt sich nun höher über der Unterlage befindet. Allerdings wäre es auch eine Art "Ordnung", falls ich sie zwar liegend, aber alle in eine Richtung ausrichte. Dafür muss ich auch Energie aufwenden, aber der Endzustand ist energetisch gleichwertig, als wenn die Figuren alle in unterschiedliche Richtungen da liegen. Eben so muss man sich die Ausrichtung der "weißschen Bezirke" vorstellen. Es wird eine Ordnung hergestellt, die, wegen der Eigenschaften des Materials, die Folge hat, dass sich die einzelnen Magnetfelder in die gleiche Richtung einstellen und sich ein nach aussen wirkendes Gesamtmagnetfeld ergibt. Energetisch ist dieser Endzustand nach der Magnetisierung weder energetisch geringer noch höher als der ungeordnete, unmagnetisierte, Zustand. (Das muss ich unter einem gewissen Vorbehalt aus mangelndem Wissen über Kristallstrukturen sagen. Aber jedenfalls gilt das, soweit ich weiß, für das Magnetfeld selbst). Das ist nur eine Art von Ordnung. Was die Sache nun vielleicht auch schwierig macht, ist die Vorstellung einer Feder, die aus "Nichts" besteht, aus nichts Materiellem, dass man anfassen kann. Man kann nur die Wirkung beobachten, aber man kann das nicht "erklären". Es ist einfach so, dass es auch unsichtbare, unfühlbare "Federn" in der Natur gibt. So ein Magnetfeld ist zeitlich unveränderlich, man sagt "statisch". Es unterscheidet sich von einer elektromagnetischen Welle. Die letztere ist nicht statisch, sondern dynamisch. Magnetisches und elektrisches Feld wechseln sich zeitlich ab. (Das stimmt allerdings nur im großen Ganzen. Im Detail hängt das von der Entfernung von der Antenne ab). Die Energie steckt hier nicht im Feldzustand sondern in der zeitlichen Veränderung der Felder. Das ist analog zu der Situation, in der ich etwa ein Eisenteil in das Feld eines Magneten einführe oder daraus entferne oder es vom Magneten anziehe lasse. Es wird, wie schon von jemand Anderem hier erwähnt, Energie gebraucht, um dass Teil in dem Feld zu bewegen, aber nicht es dort nur zu halten. Wenn ich ein Eisenteil in ein statisches Feld einführe, oder es darin bewege, muss man das Bild von der mechanischen, materiellen Feder leider verlassen, weil es wegen der Richtung und Art der Bewegungen nicht mehr stimmt. Die "Magnetfeder" wirkt mit ihrer "Spannung" schon, wenn sie ein Eisenteil zu sich zieht. Sie wirkt wenn ich das Teil wieder wegziehe. Sie ist sozusagen "grundsätzlich" gespannt, was magnetisch wirksame Substanzen betrifft. Das Verhalten hängt davon ab, ob das Teil "passiv" magnetisch wirksam ist, wie ein ansonsten unmagnetischer Nagel oder "aktiv", wie ein weiterer Magnet. Ich hoffe, diese Darstellung hilft ein bisschen weiter.
Ein Detail zu dieser Frage: Die in einer Spule gespeicherte Energie beträgt: A = L * I^2 /2 A in Wattsekunden L in Henry I in Ampere
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.