Forum: Offtopic Warum schafft es ein Faradaysches Rad nicht zum Perpetuum mobile?


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von Daniel D. (danielduese)


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Wenn eine rund Kupferplatte in einem Magnetfeld (Achse parallel mit den 
Feldlinien) gedreht wird, kann eine Spannung zwischen Achse und 
Plattenrand z.B. mittels Graphitschleifer abgegriffen werden.

Mein Verständnis soweit: die Kupferplatte im Magnetfeld zu drehen kostet 
keine Kraft, außer um Reibung entgegenzuwirken, v.a. Aufhängung, 
Luftwiderstand, Schleifer.

Wenn ein Strom fließt zw. Achse und Plattenrand über ein Kabel hat das 
auch keine Auswirkung auf die Drehung der Scheibe. Wenn ein Verbraucher 
angeschlossen wird ebenfalls nicht.

Auch nicht wenn der Verbraucher die Scheibe in Schwung hält.

Wo ist meine Informationslücke. Denn dann wäre es ja ein Perpetuum 
mobile...

: Verschoben durch Moderator
von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Daniel D. schrieb:
> Wenn ein Strom fließt zw. Achse und Plattenrand über ein Kabel hat das
> auch keine Auswirkung auf die Drehung der Scheibe.

Schau mal nach, wie Wirbelstrombremsen funktionieren ;-)

von Daniel D. (danielduese)


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>
> Schau mal nach, wie Wirbelstrombremsen funktionieren ;-)

Bestimmt nicht mit einer Kupferscheibe.

von Max M. (prokrastinator)


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Daniel D. schrieb:
> Graphitschleifer

Nee, dazu nimmt man Quecksilber um die Reibung zu minimieren.
Dann wählt man seinen Aufbau geschickt, weil man dann bei höheren 
Drehzahlen und Mißachtung von Messtoleranzen in einem bestimmten Aufbau 
dann einen minimalen Energieüberschuss zeigen kann.
Angeblich.

Dazu gibt es die wildests Theorien von freier Vakuumfeldenergie, die da 
irgendwie aus dem Universum abgezapft wird.

All diesem Eso Ding liegt die Erwartung zugrunde das es eine Feldenergie 
gibt, die von uns bisher nicht entdeckt wurde und die normalerweise kaum 
mit unserer Welt interaggiert.
Durch all diese Aufbauten, von denen es viele gibt, wird diese Energie 
dann nutzbar gemacht.
Das verletzt dann nicht den Energieerhaltungssatz und ist kein perpetuum 
Mobile, weil es ja dem System Energie zuführt.

Als ich 19J und nen Keks alt war, hat mich das sehr fasziniert.
Habe sogar kurz an den Sermon geglaubt das all die bösen Konzerne uns 
diese Technologie vorenthalten.
Aber nichts davon lässt sich reproduzieren und selbst wenn man mal 
gnädigerweise davon ausgeht das es einen Energieüberschüss gäbe, dann 
ist der so phänomenal winzig, das 1% des Geldes in Solarzellen gesteckt 
die 1000 fache Energiemenge ergäbe.
Also beschäftige Dich nicht weiter damit.
Das ist alles nur Kokolores und Bauernfängerei.

Ich habe noch nie, nie, nie ein System gebaut, gesehen oder glaubhaft 
versichert bekommen in dem es tatsächlich einen Energieüberschuss 
gegeben hätte.
Immer nur die Versicherung das es so wäre, wenn man es nur noch größer 
bauen würde, im Vakuum laufen lassen würde, abgeschirmt vom 
Erdmagnetfeld laufen lassen würde, in einer Atmossphäre aus geheiligten 
Fürzen budistischer Kindermönche laufen lassen würde.
Alles Quatsch!

Quantentheorie ist bizarr genug sich alles mögliche vorzustellen das es 
unentdeckt geben könnte und sie widerspricht unserer Wahrnehmung in 
einigen Dingen. Aber Fakt ist das noch niemand da was sinnstiftendes 
gebaut hat und Du das am Heimischen Küchentisch mit Baumarktartikeln wo 
eher auch nicht schaffen wirst.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Daniel D. schrieb:
> Bestimmt nicht mit einer Kupferscheibe.

Du hast es dir also nicht angeschaut.

von Daniel D. (danielduese)


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Hey prokrastinator, das ist mir alles klar. Ich will auch nur verstehen, 
wo genau der Haken ist.

von Christoph K. (christoph_k314)


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Daniel D. schrieb:
> Hey prokrastinator, das ist mir alles klar. Ich will auch nur verstehen,
> wo genau der Haken ist.

Dass der in der kupferscheibe fließende Strom seinerseits ein Magnetfeld 
erzeugt. -> kraftwirkung.

von Daniel D. (danielduese)


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> Du hast es dir also nicht angeschaut.

In den Dokus, die ich gesehen habe nutzt die Wirbelstrombremse ein 
magnetisch leitfähiges Metall zB. Beim ICE einfach die Schiene.

Aber wenn du sagst, dass geht genauso gut mit Alu o. Kupfer, glaub ich 
das mal

von Sebastian R. (sebastian_r569)


Angehängte Dateien:

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Hab kurz recherchiert. Dein Aufbau soll so aussehen, oder?

Und dann willst du eine Spannung/Strom zwischen Achse und Außenkante der 
Platte abgreifen? Man sieht auf em Bild ja auch, wie Strom vom Rand zur 
Mitte fließt.

: Bearbeitet durch User
von Max M. (prokrastinator)


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Daniel D. schrieb:
> Ich will auch nur verstehen,
> wo genau der Haken ist.

Sebastian R. schrieb:
> Schau mal nach, wie Wirbelstrombremsen funktionieren ;-)

Genau da ist der Haken.
Eine Kupferplatte funzt zwar sehr schlecht, weil man ein 
magnetisierbares Material braucht in der Wirbelstrombremse, aber es 
funzt genug um eine Spannung messen zu können.
Geheimnissvoller wird es nicht.

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Daniel D. schrieb:
> Wo ist meine Informationslücke.

Du fragst nach deiner Informationslücke. Dazu gibt es eine universelle, 
allgemeingültige Antwort, die sich fast auf jedes Problem anwenden läßt. 
Stelle dir immer selbst die folgende Frage:
Warum sollte unter ca. 8 Milliarden Menschen ausgerechnet ich derjenige 
sein, welcher ein bis dato ungelöstes Problem gelöst hat?
Das Wort „Problem“ kann beliebig gegen Erfindung, Geschäftsidee, … usw. 
ausgetauscht werden.

von Daniel D. (danielduese)


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> Hab kurz recherchiert. Dein Aufbau soll so aussehen, oder?

Naja fast. Das Faradaysche Paradoxon besagt, dass die Magnete mit der 
Scheibe mitgedreht werden können. Also würde ich schon die ganze scheibe 
in ein Magnetfeld tauchen. Da fließt in der Scheibe nur noch Strom von 
innen nach außen und rotierend um die Achse. Daher reicht es auch, 
irgendwo außen an der Scheibe abzugreifen.

: Bearbeitet durch User
von Jack V. (jackv)


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Daniel D. schrieb:
> Mein Verständnis soweit: die Kupferplatte im Magnetfeld zu drehen kostet
> keine Kraft

Es gibt da diesen netten Versuch, in dem ein Magnet durch ein Kupferrohr 
fallengelassen wird. Erstbestes Suchergebnis auf einer Videoplattform 
wäre https://www.youtube.com/watch?v=C3aqyVqtJ-0

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Daniel D. schrieb:
> In den Dokus, die ich gesehen habe nutzt die Wirbelstrombremse ein
> magnetisch leitfähiges Metall zB. Beim ICE einfach die Schiene.

Max M. schrieb:
> Eine Kupferplatte funzt zwar sehr schlecht, weil man ein
> magnetisierbares Material braucht in der Wirbelstrombremse, aber es
> funzt genug um eine Spannung messen zu können.

Woher kommt eighentlich diese Fehlannahme, dass man für 
Wirbelstrombremsen ferromagnetische Materialien benötigt?

Wenn dem so wäre, dann wären Spulen, Relais, Transformatoren, 
Elektromotoren, Dynamos und Generatoren nicht funktionsfähig.

Ein sich änderndes Magnetfeld kann voll supi einen Strom in Kupfer 
fließen lassen, wie wir von den obigen Beispielen wissen.

Kupfer ist sogar besser als Stahl bei Wirbelströmen, da das bremsende 
Magnetfeld vom Strom abhängt. Und je besser die Leitfähigkeit, desto 
mehr Strom fließt in der Scheibe, desto stärker ist das Magnetfeld und 
damit die Bremswirkung.

Und das ganze klappt auch mit Aluminium, was ebenenfalls nicht 
ferromagnetisch ist.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Daniel D. schrieb:
> Naja fast. Das Faradaysche Paradoxon besagt, dass die Magnete mit der
> Scheibe mitgedreht werden können. Also würde ich schon die ganze scheibe
> in ein Magnetfeld tauchen.

Gut. Denn meine Abbildung zeigt keine schematische Darsrellung des 
faraday'schen Paradoxons, sondern ist von der Wikiepedia-Seite über 
Wirbelstrombremsen entnommen:

https://de.wikipedia.org/wiki/Wirbelstrombremse

von Daniel D. (danielduese)


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> Erstbestes Suchergebnis auf einer Videoplattform
> wäre https://www.youtube.com/watch?v=C3aqyVqtJ-0

Sehr cool. Da sieht man dass es Gegenkräfte geben muss. Danke! Das sind 
dann wohl die durch die Ströme erzeugten Magnetfelder.
Die Spannung ist im Faradayschen Rad klein, aber die Ströme sind 
beachtlich.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Daniel D. schrieb:
> Da sieht man dass es Gegenkräfte geben muss. Danke! Das sind
> dann wohl die durch die Ströme erzeugten Magnetfelder.

Und genau diese Gegenkräfte bremsen deine Kupferplatte. Und am Ende wird 
die mechanische Energie auch wieder nur in Wärme umgewandelt.

von Daniel D. (danielduese)


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> Und genau diese Gegenkräfte bremsen deine Kupferplatte.

Schade dass das beim Wikipedia Artikel zum Faradayschen Rad so nicht 
drin steht. Oder vielleicht hab ichs nur übersehen

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Daniel D. schrieb:
> Wenn ein Strom fließt zw. Achse und Plattenrand über ein Kabel hat das
> auch keine Auswirkung auf die Drehung der Scheibe.

Doch. Sobald ein Strom fließt, erzeugt dieser ein Drehmoment entgegen 
der Drehrichtung der Scheibe (Lorenzkraft). Im Idealfall (keine Reibung, 
kein elektrischer Widerstand) kann man dem System gerade so viel 
Leistung entnehmen wie für dessen Antrieb benötigt wird. Es gibt also 
keinen Überschuss, um die real immer auftretenden Verluste 
auszugleichen.

Das Ganze ist letztendlich nichts anderes als ein Generator. Auch die 
Leistung eines Fahrraddynamos reicht nicht aus, um diesen mit einem 
daran angeschlossen Elektromotor anzutreiben.

Durch Wirbelströme entstehen zusätzliche Verluste, die aber bspw. durch 
radiale Schlitze in der Scheibe minimiert werden können. Aber selbst 
wenn sie vollständig vermieden werden könnten, wird aus der 
Fraradayschen Scheibe aus den o.g. Gründen kein Perpetuum Mobile.

von U. B. (pasewalker)


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Daniel D. schrieb u.a.:

>> Schau mal nach, wie Wirbelstrombremsen funktionieren ;-)
>> Bestimmt nicht mit einer Kupferscheibe.

Physik-Versuch (Waltenhofensches Pendel,
geht mit Cu, Ag, Al, ...  - und zwar mit höherer Leitfähigkeit
entsprechend deutlicher):
https://physikbuch.schule/electromagnetic-induction-applications.html#waltenhofens-pendulum

von U. B. (pasewalker)


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> Doch. Sobald ein Strom fließt, erzeugt dieser ein Drehmoment
> entgegen der Drehrichtung der Scheibe (Lorenzkraft).

Bzw. Lenzsche Regel.

von U. B. (pasewalker)


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By the way:
Der 1. Hauptsatz der Wärmelehre, gilt der noch?

De facto wird er doch von den Aussagen mancher relevanter
Leute/iNNen infrage gestellt:
Mit "erneuerbaren" Energien, Speicherung von Energie im
Stromnetz, mit "Gigabytes an Stromverbräuchen" u.ä. Grundlagen kennen
sich ausser den bekannten Experten/iNNen "aus dem Völkerrecht",
Quotenpool etc. nicht besonders viele Zeitgenossen/iNNen aus...   ;-)

von Daniel D. (danielduese)


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> Der 1. Hauptsatz der Wärmelehre, gilt der noch?
>
Wenn man die verschiedenen Systeme zwischen denen Energie fließt einzeln 
betrachtet, natürlich nicht.

: Bearbeitet durch User
von Stefan H. (Firma: dm2sh) (stefan_helmert)


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Daniel D. schrieb:
> die Kupferplatte im Magnetfeld zu drehen kostet
> keine Kraft

falsch - Sobald elektrische Energie entzogen wird, kostet es Kraft.

von Kolja L. (kolja82)


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Daniel D. schrieb:
> Wenn man die verschiedenen Systeme zwischen denen Energie fließt einzeln
> betrachtet, natürlich nicht.

Ich glaube, der beginnt mit den Worten "In einem angeschlossenen 
System..."

von Clemens S. (zoggl)


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Kolja L. schrieb:
> In einem angeschlossenen System...

Sarkasmus?

Angeschlossen im Sinne von Stecker eingesteck?

falls nicht:
...in geschlossenen Systemen...
"geschlossen" wie in "abgeschlossen", "nach außen isoliert"

Sg

von Daniel D. (danielduese)


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(Fragt sich nur, ob man wirklich ein geschlossenes System findet, außer 
das ganze Universum betrachten zu müssen. Denn irgendwo haut sonst immer 
Energie ab. Ist höchstens je nach betrachtetem Sysstem unerheblich 
klein.)

Ich schließe den Thread mal hiermit ab, denn
meine Frage nach meiner Wissenslücke ist beantwortet:

Meine Annahme war falsch, dass sich eine Kupferscheibe immer ohne 
Kraftaufwand im Magnetfeld drehen lässt.

: Bearbeitet durch User
von Purzel H. (hacky)


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Man sollte hier Wirbelstrombremse nicht mit dem Faradayrad vergleichen.

Eine Leiterscheibe (Aluscheibe) in einen axialen homogenen Feld gedreht 
wird nicht gebremst. Dies, weil ein Stom nur bei einer Feldaenderung 
induziert wird. Ein homogenes Feld hat keine Feldaenderung

Waehrend ein Faradayrad fuer die Kraft das Feld entlang des Stromflusses 
integriert. Die Homogenitaet des Feldes ist egal, darf auch homogen 
sein.

von René H. (mumpel)


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Wenn es gelingt, ein Solarmodul zu bauen, welches nicht nur klein ist 
und trotzdem genügend Energie erzeugt, sondern auch mit Sternenlicht 
funktioniert, könnte man vielleicht ein sich ewig bewegendes Objekt 
bauen. Ein Perpeduum mobile wäre es dann aber nicht, weil es nicht 
selber Energie erzeugt.

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