zeitlich veränderl. Magnetfeld < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) reagiert/warte auf Reaktion  | | Datum: | 20:18 Di 03.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
| Aufgabe | 1.) Bestimmen Sie die Zeiten [mm] t_{1} [/mm] und [mm] t_{2}
[/mm]
2.) Bestimmen Sie die induzierte Spannung für den Zeitraum I: [mm] t_{0} \le [/mm] t [mm] \le t_{1} [/mm] |
Hallo Leute,
Eine Leiterschleife mit idealem Voltmeter und den Kantenlängen b und c befinde sich im Quandranten 1 der unter dargestellten xy-Ebene. Der Abstand zur y-Achse sei a. Im gesamten 2.Quandranten ist ein magn. Feld mit der Flussdichte B(t) = [mm] B_{0} [/mm] cos(wt) vorhanden.
Hier die dazugehörige Zeichnung:
[Dateianhang nicht öffentlich]
Zum Zeitpunkt [mm] t_{0} [/mm] beginnt sich die Leiterschleife mit konstanter Geschwindigkeit v in positive x-Richtung zu bewegen. Zum Zeitpunkt [mm] t_{1} [/mm] beginnt die Spule Quadrant 2 einzutreten. Zum Zeitpunkt [mm] t_{2} [/mm] befindet sich die Spule komplett in Quadrant 2.
Es gilt : [mm] t_{2}<
Für eure Hilfe wäre ich euch sehr dankbar.
LG
sammy123
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 20:41 Di 03.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
Kann ich das nicht einfach über
v = [mm] \bruch{x}{t} [/mm] rechnen ?
also wäre t = [mm] \bruch [/mm] {x}{v}
also wäre [mm] t_{2} [/mm] = [mm] \bruch{b}{v}
[/mm]
und [mm] t_{1} [/mm] = [mm] \bruch [/mm] {x}{v}, da x die Länge bedeutet, wie weit die Spule bereits im 2. Quadranten eingetreten ist, richtig?
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 20:50 Di 03.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
Hm aber wie rechne ich dann 2. aus?
Wenn ich jetzt die induzierte Spannung für
a) [mm] t_{0} \le [/mm] t [mm] \le t_{1}
[/mm]
b) [mm] t_{1} \le [/mm] t [mm] \le t_{2}
[/mm]
c) [mm] t_{2} \le [/mm] t [mm] \le \infty
[/mm]
berechnen soll, muss ich das über die zeit integrieren?
aber was ist mein [mm] t_{0}. [/mm] Ist [mm] t_{0} [/mm] = [mm] \bruch{x}{v}?
[/mm]
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 21:33 Di 03.12.2013 | | Autor: | chrisno |
Was soll da als Bedingung für [mm] $t_2$ [/mm] stehen?
Du musst das ein wenig sortieren. Solange $ t < [mm] t_1$ [/mm] ist, ist klar, wie groß die induzierte Spannung ist, oder?
Zur Berechnung von [mm] $t_1$ [/mm] hast Du in der Skizze die Größen. Du solltest dort vielleicht mal x und y austauschen. Dann hat der Abstand zur y-Achse (Bezeichnung nach dem Austausch) die Länge a. Den Rest hast Du im Prinzip richtig hingeschrieben.
Sobald die Schleife ganz im Quadranten 2 (der heißt ja eigentlich 1. Quadrant) ist, kannst Du sicher auch die induzierte Spannung ausrechnen. Für die Berechnung von [mm] $t_2$ [/mm] hast Du auch die richtige Idee:
[mm] $t_1 [/mm] + $ die Zeit, die die Schleife braucht um die y-Achse zu queren. Für die induzierte Spannung gibt es eine Formel / ein Gesetz, .....
Nun ist der Zeitraum zwischen [mm] $t_1$ [/mm] und [mm] $t_2$ [/mm] auch bearbeitbar. Du musst eben nur beide Veränderungen berücksichtigen: die des Magnetfelds und die der Fläche.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 21:54 Di 03.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
Oh sorry, hab mich vertippt
> Was soll da als Bedingung für [mm]t_2[/mm] stehen?
[mm] t_{2}<
naja solange [mm] t
Leider ist die Skizze inkl. Beschriftungen so vorgegeben.
ooookay ja jetzt wo du sagst, macht es auch sinn.
Vielen Dank für deine Hilfe :)
LG
sammy123
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:57 Mi 04.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
| Aufgabe | 1) Bestimmen Sie die Zeiten [mm] t_{1} [/mm] und [mm] t_{2}
[/mm]
2) Bestimmen Sie die indu. Spannung u(t) für den Zeitraum [mm] t_{0} \le [/mm] t [mm] \le t_{1}
[/mm]
3) Bestimmen Sie die indu. Spannung u(t) für den Zeitraum [mm] t_{1} \le [/mm] t [mm] \le t_{2}
[/mm]
4) Bestimmen Sie die indu. Spannung u(t) für den Zeitraum [mm] t_{2} \le [/mm] t [mm] \le \infty
[/mm]
Die Spule befinde sich jetzt komplett im 2. Quadranten und bewege sich nicht mehr. Das Voltmeter wird durch den Widerstand R ersetzt, der so bemessen ist, dass eine Beeinflussung von B(t) vernachlässigt werden kann.
5) Berechnen Sie die Stromstärke i(t) in der Leiterschleife.
6) Erfolgt der Stromfluss mit oder gegen den Uhrzeigersinn.
7) Berechnen Sie die in der Leiterschleife umgesetzte Leistung |
also ich hab das jetzt mal soweit wie ich konnte gelöst.
Vll kann einer von euch mal kurz drauf gucken. das wäre echt super
1)
[mm] t_{1} [/mm] = [mm] \bruch{a}{v}
[/mm]
[mm] t_{2} [/mm] = [mm] \bruch{a+b}{v}
[/mm]
2) Schleife wird noch nicht vom Magnetfeld durchsetzt
-> u(t) = 0
3) A = c*(b-vt+a)
Das u kann ich dann selbst integrieren. Hier geht es mir nur um die Fläche, ob das stimmt?
[mm] 4)U_{ind} [/mm] = [mm] bcB_{0}sin(wt)
[/mm]
5)muss ich hier erst L (also die Induktivität) berechnen und die einfach mal i(t) nehmen?
6) woher weiß ich wie der Strom fließt? Mit der rechten Handregel? Daumen = Strom?
Da das B-Feld rein fließt, müsste der Strom doch nach links (also gegen den Uhrzeigersinn) fließen, oder?
7) Hier hab ich leider überhaupt keine Ahnung wie ich die Leistung berechne.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 13:30 Mi 04.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
> 3) A = c*(b-vt+a)
> Das u kann ich dann selbst integrieren. Hier geht es mir
> nur um die Fläche, ob das stimmt?
Ich meine natürlich differenzieren und nicht integrieren>
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:30 Mi 04.12.2013 | | Autor: | chrisno |
> 1)
> [mm]t_{1}[/mm] = [mm]\bruch{a}{v}[/mm]
> [mm]t_{2}[/mm] = [mm]\bruch{a+b}{v}[/mm]
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]")
>
> 2) Schleife wird noch nicht vom Magnetfeld durchsetzt
> -> u(t) = 0
>
> 3) A = c*(b-vt+a)
> Das u kann ich dann selbst integrieren. Hier geht es mir
> nur um die Fläche, ob das stimmt?
das kann nicht sein. Zum Zeitpunkt [mm] $t_1$ [/mm] ergibt das c*b, es müsste aber Null herauskommen.
Zum Zeitpunkt [mm] $t_2$ [/mm] ergibt das Null, es sollte aber c*b herauskommen.
>
> [mm]4)U_{ind}[/mm] = [mm]bcB_{0}\sin(\omega t)[/mm]
>
> 5)muss ich hier erst L (also die Induktivität) berechnen
> und die einfach mal i(t) nehmen?
Du hast doch die Spannung, die an einem Widerstand anliegt.
>
> 6) woher weiß ich wie der Strom fließt? Mit der rechten
> Handregel? Daumen = Strom?
> Da das B-Feld rein fließt, müsste der Strom doch nach
> links (also gegen den Uhrzeigersinn) fließen, oder?
Die Richtung schaffe ich so spät nicht mehr. Kannst Du bestimmen, wo + und - am Spannungsmeßgerät anliegt? damit hast Du die Richtung im Messgerät, die setzt sich im Stromkreis fort.
Alternativ geht es mit der Lenzschen Regel: Der Strom fließt so, dass er ein Magnetfeld erzeugt, das entgegengesetzt zu B ist.
>
> 7) Hier hab ich leider überhaupt keine Ahnung wie ich die
> Leistung berechne.
U*I ? Was spricht dagegen? Eine Phasenverschiebung sehe ich nicht.
>
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 09:14 Do 05.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
Erstmal vielen dank für deine Hilfe :)
> > 3) A = c*(b-vt+a)
> > Das u kann ich dann selbst integrieren. Hier geht es
> mir
> > nur um die Fläche, ob das stimmt?
> das kann nicht sein. Zum Zeitpunkt [mm]t_1[/mm] ergibt das c*b, es
> müsste aber Null herauskommen.
> Zum Zeitpunkt [mm]t_2[/mm] ergibt das Null, es sollte aber c*b
> herauskommen.
> >
hm das versteh ich leider net so ganz :/
Wärst du so nett und würdest mir sagen, was da rauskommt?
> > 5)muss ich hier erst L (also die Induktivität) berechnen
> > und die einfach mal i(t) nehmen?
> Du hast doch die Spannung, die an einem Widerstand
> anliegt.
Das wäre ja das u(t)von [mm] t_{2} \le [/mm] t [mm] \le \infty [/mm] oder?
> > 7) Hier hab ich leider überhaupt keine Ahnung wie ich die
> > Leistung berechne.
> U*I ? Was spricht dagegen? Eine Phasenverschiebung sehe
> ich nicht.
> >
>
klingt pausibel :)
Danke :)
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(Antwort) fertig | | Datum: | 09:47 Do 05.12.2013 | | Autor: | chrisno |
Stell Fragen als Fragen, sonst antwortet keiner. (hat sich inzwischen erledigt)
> Erstmal vielen dank für deine Hilfe :)
Bitteschön
>
> > > 3) A = c*(b-vt+a)
> > > Das u kann ich dann selbst integrieren. Hier geht es
> > mir
> > > nur um die Fläche, ob das stimmt?
> > das kann nicht sein. Zum Zeitpunkt [mm]t_1[/mm] ergibt das c*b,
> es
> > müsste aber Null herauskommen.
> > Zum Zeitpunkt [mm]t_2[/mm] ergibt das Null, es sollte aber c*b
> > herauskommen.
> > >
>
> hm das versteh ich leider net so ganz :/
> Wärst du so nett und würdest mir sagen, was da
> rauskommt?
Ich habe einen einfachen Test gemacht, ob Deine Angabe für die Fläche plausibel ist.
Zum Zeitpunkt [mm]t_1[/mm] tritt die Schleife gerade in das Magnetfeld ein. Also ist die Fläche zu dem Zeitpunkt gerade Null und muss danach ansteigen: [mm] $A(t_1) [/mm] = 0$.
Ab dem Zeitpunkt [mm]t_2[/mm] ist die Schleife vollständig im Magnetfeld. Also ist die Fläche zu dem Zeitpunkt gerade b*c: [mm] $A(t_2) [/mm] = b [mm] \cdot [/mm] c$.
Diesen Test hat Deine Formel nicht bestanden. Sie macht es gerade verkehrt herum. Die Fläche muss mit der Zeit größer werden, daher darf da nicht -vt stehen, es muss + vt sein.
Damit ist auch klar, wie zu reparieren ist: A(t) = c*(vt-?)
Nun setze [mm] $t_1$ [/mm] ein, was muss also anstelle des Fragezeichens hin?
Dann prüfe mit [mm] $t_2$ [/mm] ob es auch richtig herauskommt.
>
>
> > > 5)muss ich hier erst L (also die Induktivität) berechnen
> > > und die einfach mal i(t) nehmen?
> > Du hast doch die Spannung, die an einem Widerstand
> > anliegt.
>
> Das wäre ja das u(t)von [mm]t_{2} \le[/mm] t [mm]\le \infty[/mm] oder?
ja
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| Status: |
(Frage) beantwortet | | Datum: | 11:42 Do 05.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
| Aufgabe | | 7)Berechnen Sie die in der Leiterschleife umgesetzte Leitung. |
> Ich habe einen einfachen Test gemacht, ob Deine Angabe
> für die Fläche plausibel ist.
> Zum Zeitpunkt [mm]t_1[/mm] tritt die Schleife gerade in das
> Magnetfeld ein. Also ist die Fläche zu dem Zeitpunkt
> gerade Null und muss danach ansteigen: [mm]A(t_1) = 0[/mm].
> Ab dem
> Zeitpunkt [mm]t_2[/mm] ist die Schleife vollständig im Magnetfeld.
> Also ist die Fläche zu dem Zeitpunkt gerade b*c: [mm]A(t_2) = b \cdot c[/mm].
>
> Diesen Test hat Deine Formel nicht bestanden. Sie macht es
> gerade verkehrt herum. Die Fläche muss mit der Zeit
> größer werden, daher darf da nicht -vt stehen, es muss +
> vt sein.
> Damit ist auch klar, wie zu reparieren ist: A(t) =
> c*(vt-?)
> Nun setze [mm]t_1[/mm] ein, was muss also anstelle des
> Fragezeichens hin?
> Dann prüfe mit [mm]t_2[/mm] ob es auch richtig herauskommt.
aaaaaaah jaaaa jetzt hab ichs.
? = a. dann stimmt auch die Probe. Ich danke :)
Jetzt nochmal kurz zurück zur 7. und damit letzten Frage.
Die Leistung wird ja mit P = UI berechnen.
Vorher stand ja noch drinne, dass das Voltmeter durch den Widerstand R ersetzt wird, der so bemessen ist, dass eine Beeinflussung von B(t) vernachlässigt werden kann.
das U entspricht auch dem von [mm] t_{2} \le [/mm] t [mm] \le \infty [/mm] und das i wurde ja auch bereits berechnen.
wird einfach nur U und i eingesetzt und ausgerechnet?
Mich irritiert es ein wenig, dass man B(t) vernachlässigen kann.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 11:52 Do 05.12.2013 | | Autor: | chrisno |
> ....
> Die Leistung wird ja mit P = UI berechnen.
> Vorher stand ja noch drinne, dass das Voltmeter durch den
> Widerstand R ersetzt wird, der so bemessen ist, dass eine
> Beeinflussung von B(t) vernachlässigt werden kann.
>
> das U entspricht auch dem von [mm]t_{2} \le[/mm] t [mm]\le \infty[/mm] und
> das i wurde ja auch bereits berechnen.
>
> wird einfach nur U und i eingesetzt und ausgerechnet?
> Mich irritiert es ein wenig, dass man B(t)
> vernachlässigen kann.
Das kannst Du nicht. B(t) soll "nicht beeinflusst werden", es bleibt wie es ist. Damit bleibt auch U(t) wie Du es berechnet hast.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:16 Do 05.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
> Das kannst Du nicht. B(t) soll "nicht beeinflusst werden",
> es bleibt wie es ist. Damit bleibt auch U(t) wie Du es
> berechnet hast.
>
Das kann ich nicht?
Ich kann doch einfach P = UI berechnen mit [mm] U_{ind} [/mm] = [mm] bcB_{0}wsin(wt) [/mm] und mit I= [mm] \bruch{bcB_{0}wsin(wt)}{R}
[/mm]
oder meintest du das nicht?
Und jetzt noch eine kleine Frage die ich mir überlegt habe.
Wenn wir jetzt den Widerstandswert so verändern, dass der Stromfluss in der Spule das verursachende Magnetfeld beeinflusst, muss dann dafür der Widerstandwert vergößert oder verkleinert werden? und warum?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:24 Do 05.12.2013 | | Autor: | chrisno |
> > Das kannst Du nicht. B(t) soll "nicht beeinflusst werden",
> > es bleibt wie es ist. Damit bleibt auch U(t) wie Du es
> > berechnet hast.
> >
>
> Das kann ich nicht?
Du hast geschrieben:
> Mich irritiert es ein wenig, dass man B(t) vernachlässigen kann.
Man kann nicht B(t) vernachlässigen. Darauf bezieht sich mein "Das kannst Du nicht."
Du sollst die Rückwirkung des Stroms auf B(t) vernachlässigen, das ist etwas anderes.
> Ich kann doch einfach P = UI berechnen mit [mm]U_{ind}[/mm] =
> [mm]bcB_{0}wsin(wt)[/mm] und mit I= [mm]\bruch{bcB_{0}wsin(wt)}{R}[/mm]
>
> oder meintest du das nicht?
So denke ich, sollst Du rechnen.
>
> Und jetzt noch eine kleine Frage die ich mir überlegt
> habe.
> Wenn wir jetzt den Widerstandswert so verändern, dass der
> Stromfluss in der Spule das verursachende Magnetfeld
> beeinflusst, muss dann dafür der Widerstandwert
> vergößert oder verkleinert werden? und warum?
Der stromdurchflossene Leiter erzeugt ein Magnetfeld. Dieses überlagert das vorhandene. Je größer der Strom, desto stärker das Magnetfeld.
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| Aufgabe | 1) Wie nennt man die physikalische Gesetzmäßigkeit der Rückwirkung?
2) Drückt sich die Rückwirkung durch eine Feld-Schwächung oder -Verstärkung innerhalb der Spule aus? Und Warum? |
> > > Das kannst Du nicht. B(t) soll "nicht beeinflusst werden",
> > > es bleibt wie es ist. Damit bleibt auch U(t) wie Du es
> > > berechnet hast.
> > >
> >
> > Das kann ich nicht?
> Du hast geschrieben:
> > Mich irritiert es ein wenig, dass man B(t) vernachlässigen
> kann.
> Man kann nicht B(t) vernachlässigen. Darauf bezieht sich
> mein "Das kannst Du nicht."
> Du sollst die Rückwirkung des Stroms auf B(t)
> vernachlässigen, das ist etwas anderes.
>
> > Ich kann doch einfach P = UI berechnen mit [mm]U_{ind}[/mm] =
> > [mm]bcB_{0}wsin(wt)[/mm] und mit I= [mm]\bruch{bcB_{0}wsin(wt)}{R}[/mm]
> >
> > oder meintest du das nicht?
> So denke ich, sollst Du rechnen.
> >
> > Und jetzt noch eine kleine Frage die ich mir überlegt
> > habe.
> > Wenn wir jetzt den Widerstandswert so verändern, dass
> der
> > Stromfluss in der Spule das verursachende Magnetfeld
> > beeinflusst, muss dann dafür der Widerstandwert
> > vergößert oder verkleinert werden? und warum?
> Der stromdurchflossene Leiter erzeugt ein Magnetfeld.
> Dieses überlagert das vorhandene. Je größer der Strom,
> desto stärker das Magnetfeld.
>
>
>
Danke dir, hat mir alles soweit sehr, sehr geholfen :)
Jetzt gibt es nur noch diese zwei Fragen die ich wissen möchte, dann seid ihr mich los ;)
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 17:49 Do 05.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
Hm
1.)ist hier mit der Rückwirkung vll die Lenzsche Regel gemeint?
2.) wäre dann eine feldschwächung?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:01 Do 05.12.2013 | | Autor: | chrisno |
> 1) Wie nennt man die physikalische Gesetzmäßigkeit der
> Rückwirkung?
> 2) Drückt sich die Rückwirkung durch eine
> Feld-Schwächung oder -Verstärkung innerhalb der Spule
> aus? Und Warum?
>>.....
> Jetzt gibt es nur noch diese zwei Fragen die ich wissen
> möchte, dann seid ihr mich los ;)
Wir wollen Dich gar nicht los werden.
Zur Frage 1)
Die irritiert mich etwas, weil ich keinen Begriff für dieses Phänomen kenne. Wäre es eine Spule und die Rückwirkung des induzierten Strom auf den eingespeisten Strom, würde ich es Selbstinduktion nennen.
Die Lenzsche Regel ist etwas übergeordnet, die würde ich als Arbeitserleichterung einordnen, indem aus der Energieerhaltung die Richtung der Induktionseffekte vorhergesagt wird. Daher passt sie hier auch nicht.
Die einzelnen Gesetze sind das Induktionsgesetz und das Amperesche Gesetz.
Zu Frage 2)
Das erledigt die Lenzsche Regel, aus der geht die Antwort hervor, die Du geschrieben hast.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:08 Do 05.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
Hm das frag ich mich halt auch. Was sollte es denn dann sonst sein?!
Wenn es die Selbstinduktion wäre, würde sie natürlich das ganze versuchen abzuschwächen. Aber wie du ja bereits gesagt hast, haben wir hier keine Spule. Komische Aufgabe^^
Naja gut dann nehm ich es vll einfach als Lenzsche Regel an und sag, dass das Feld abgeschwächt wird.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:11 Do 05.12.2013 | | Autor: | chrisno |
Eine Spule ist schon da, die hat nur eine Windung.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:13 Do 05.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
Doch wir haben eine Spule!!!!
"Der Widerstandswert wird jetzt so verändert, dass der Stromfluss in der Spule das verursachende Magnetfeld beeinflusst"
Bist du dir sicher, dass wir dann den Strom I richtig ausgerechnet haben? Vll sollte man R mit jwL ersetzen oder?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:14 Do 05.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
> Doch wir haben eine Spule!!!!
>
> "Der Widerstandswert wird jetzt so verändert, dass der
> Stromfluss in der Spule das verursachende Magnetfeld
> beeinflusst"
>
> Bist du dir sicher, dass wir dann den Strom I richtig
> ausgerechnet haben? Vll sollte man R mit jwL ersetzen oder?
nicht ersetzen ich meine statt R, R+jwL hinschreiben?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 21:41 Do 05.12.2013 | | Autor: | chrisno |
Ich denke nicht. Mit der Bedingung keine Rückwirkung ist gemeint, dass R so groß ist, dass jwL nicht berücksichtigt werden muss.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:20 Sa 07.12.2013 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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