Bewegen des Magnetfeldes um einen festen Leiter?

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Und viele andere im Zusammenhang mit elektromagnetischer Induktion, die Hauptkomponente der Bewegung wäre der Leiter senkrecht zu einem Magnetfeld.

Ich weiß, dass es möglich ist, es umgekehrt zu haben, einen festen Leiter zu haben und die Magnetfeldquelle (z. B. Magnete, Elektromagnete) zu bewegen, aber ich bin gespannt, welche Art von Kraft der Magnet / Elektromagnet erfahren würde, wenn Strom zum stationären Leiter fließt .

In einem typischen Generator (bei dem sich der Draht um einen oder mehrere feste Magnete dreht) gibt es eine induzierte EMF (vBL), und Strom fließt zur Last, und aufgrund der induzierten EMF wirkt sie der Änderung des Magnetfeldflusses, dem Lorentz, entgegen Die auf den Draht wirkende Kraft wirkt der aufgebrachten Bewegung (v) entgegen. Was ist, wenn sich der Magnet um einen festen Leiter dreht? Wird es eine Form von Kraft erfahren, die seiner Bewegung entgegenwirkt (außer Wirbelströmen)? Wann fließt Strom durch den Leiter?

Antworten (2)

Ja, ein Magnet, der sich so bewegt, dass er einen Strom in einem sich nicht bewegenden Draht erzeugt, wird eine Kraft spüren, die dieser Bewegung widersteht.

Sie können einen Generator mit rotierenden Magneten anstelle von rotierenden Drähten wie diesem bauen ...

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Wenn sich die Magnete bewegen, induzieren sie einen Strom im Draht. Der induzierte Strom selbst erzeugt ein Magnetfeld in entgegengesetzter Richtung, das der Drehung der Magnete entgegenwirkt.

Denken Sie daran, dass die Magnetkraftlinien durch den Draht schneiden müssen, um einen Strom darin zu induzieren. Wenn Sie also nur einen Magneten um einen Draht drehen, sodass einer seiner Pole immer auf den Draht zeigt, wird kein Strom induziert und daher erzeugt keine Gegenkraft.

Denken Sie auch daran, dass es der Strom ist, der im Draht fließt, der das Feld erzeugt, das die Gegenkraft erzeugt, also muss der Draht in einem Stromkreis sein, sonst keine Kraft. Sie können dies demonstrieren, indem Sie einen nicht angeschlossenen Schrittmotor mit Ihren Fingern drehen und dann die Drähte kurzschließen und ihn erneut drehen. Es ist schwieriger zu drehen, wenn die Drähte kurzgeschlossen sind. Die meisten Schrittmotoren haben übrigens feste Spulen und drehende Magnete .

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Elektrizität und Magnetismus 3. Auflage von Edward M. Purcell

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Die Größe dieser Kraft wäre jedoch schwach, ich meine, wenn wir das Ampere-Gesetz verwenden würden, um den Strom und das Magnetfeld zu berechnen, das der Draht hat (für den Stromfluss), würde es keine signifikante Kraft erzeugen, wie die Lorentz-Kraft auf einen Draht, denke ich. .
Hängt davon ab, wie stark die Magnete sind und wie schnell sie sich bewegen. Kein Unterschied zu beweglichen Drähten und statischen Magneten. Der Grund, warum die Kraft in alltäglichen Motoren groß ist, liegt darin, dass die Drähte gewickelt sind - die Kraft jeder Drahtwindung addiert sich zur Nettokraft. Gleiches gilt für sich bewegende Magnete, deren Kraftlinien durch statische Drahtspulen geschnitten werden. Wenn Sie Ihr obiges Diagramm durch die Linse der Allgemeinen Relativitätstheorie betrachten, stellen Sie sich vor, Sie sitzen auf dem Dirigenten. Jetzt bewegt sich das Magnetfeld und alle Kräfte sind gleich.
Vielen Dank für die Buchempfehlung, ich werde bald damit anfangen zu lesen. Es gibt eine Sache, die mich verwirrt, wenn ich an einen Motor denke. Umkehren Sie den Aufbau, den wir besprochen haben, indem Sie die Magnete fest und einen Leiter beweglich machen. Wenn Strom innerhalb des Leiters fließt, wird er die Lorentz-Kraft erfahren, die ihn sogar von den Magneten wegbewegt obwohl Strom in diesen Leiter und sein eigenes Magnetfeld fließt ... abgesehen von der auf den Draht wirkenden Lorentzkraft gibt es (je nach Polarität) auch eine magnetische Anziehung / Abstoßung? Ich bin an diesem Punkt verwirrt.

Ein stromdurchflossener Leiter erzeugt offensichtlich ein Magnetfeld um sich herum. Wenn dieses Feld mit dem Feld eines nahe gelegenen Permanentmagneten interagiert, spürt der Magnet eine Kraft (Druck oder Zug), die von den übereinstimmenden oder entgegengesetzten Feldpolaritäten abhängt. Sie erstellen im Grunde nur einen weiteren Magneten mit dem stromführenden Leiter.

Wie bei induzierten Strömen erzeugen die erzeugten Ströme auch ihre eigenen zusätzlichen Magnetfelder, die sich zufällig dem Feld entgegenstellen, das sie ursprünglich erzeugt hat. Aus diesem Grund lässt sich ein kurzgeschlossener Generator nur sehr schwer drehen.

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