Elektromagnetische Induktion und Magnetfeld (Leitschienenproblem)

Da wir wissen, dass die von einem Magnetfeld verrichtete Arbeit Null ist. Wie ändert nun das Magnetfeld die kinetische Energie des Stabes, wenn es die Kraft BIL anwendet (wobei ich zu jedem Zeitpunkt Strom bin)

Wenn wir außerdem eine externe Kraft anwenden, die die Magnetkraft ausgleicht, ist die von beiden Kräften geleistete Arbeit 0 (ihre Summe). Wir wissen jedoch, dass aufgrund der Bewegungs-EMK des Stabs induzierter Strom im Stromkreis fließt und Energie durch Widerstand verloren geht wo kommt diese energie her? (da keine arbeit geleistet wird)

Das ist schwer zu verstehen. Könnten Sie bitte kürzere Sätze verwenden?
soll ich es bearbeiten? hast du verstanden, dass es um leitende Stäbe geht, die auf parallelen leitenden Schienen gehalten werden?
Ja, ich verstehe den Aufbau, aber Sie scheinen viele Ideen in jeden Satz zu stopfen, und es ist nicht ganz klar, was Sie genau fragen.
Nun, ich habe versucht, es zu vereinfachen
Du hast das gut gemacht. Viel klarer.

Antworten (1)

Wenn wir den Strom durch die Stange fließen lassen, erfährt die Stange die Kraft BIL und somit ändert sich ihre kinetische Energie, die dem Arbeitsenergiesatz widerspricht

Nein, tut es nicht. Ponderomotorische Kräfte (oder Laplace-Kräfte) wirken auf den Leiter und können Arbeit verrichten. Die Lorentzkraft Q v × B wirkt auf die Ladungsträger und verrichtet an ihnen keine Arbeit. Diese Kräfte wirken aber nicht direkt auf den Leiter (Draht, Stab). Auf den Leiter wirken weitere Kräfte durch Ladungsträger, die zusammen die makroskopische Größenkraft bilden B ICH L . Diese makroskopische Kraft funktioniert natürlich.

Nun, wenn ich dieser Kraft eine gleiche und entgegengesetzte Kraft entgegensetze, woher kommt die durch Widerstand verlorene Energie (vorausgesetzt, die Stange bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit)
Aus der chemischen Energie in der Spannungsquelle. Diese Energie wird direkt in der Nähe der Quelle in makroskopische EM-Energie umgewandelt, dann fließt sie gerichtet durch die Drähte von der Spannungsquelle entlang der Drähte in den Stab. Dann wird diese Energie in den Drähten und im Stab, die einen elektrischen Widerstand ungleich Null haben, in kinetische Energie der chaotischen Bewegung der Teilchen umgewandelt - sogenannte Joule-Verluste.
wenn es keine ursprüngliche Spannungsquelle gibt (was bedeutet, dass Strom nur durch induzierte EMK fließt)
Dann muss die Stange durch äußere mechanische Kraft geschoben werden. Die Quelle dieser Kraft liefert Energie sowohl für die Beschleunigung des Stabes als auch für die durch induzierte Ströme erzeugte Wärme.
Danke, aber ich bin immer noch verwirrt in dem Fall, in dem wir eine äußere mechanische Kraft anwenden, die genau gleich der Magnetkraft ist, die den Stab mit einer konstanten Geschwindigkeit sagen lässt, dass v der induzierte Strom immer noch da ist und somit Wärme verloren geht aber jetzt ist das Netz null
Die Netzarbeit ist nicht Null, die mechanische Kraft wird positive Arbeit an der Stange leisten. So funktionieren elektrische Generatoren in Kraftwerken.
Elektromagnetische Induktion und Magnetfeld (Leitschienenproblem)
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