Elementare Ursache von Kräften auf Objekte

Steinzeit-Astronom schrieb:

Merilix schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Merilix schrieb:

Magnetfelder haben keinen Bewegungszustand.

Das nicht, aber jede Bewegung ist eine Relativbewegung und kann so oder so zugeordnet werden.

Felder sind nicht statisch, sie können sich daher auch nicht bewegen. Sie werden ununterbrochen von der Quelle erzeugt und breiten sich aus. Daher SCHEINEN sie statische Felder zu sein, und daher kann man sie auch als bewegt behandeln.
 

Vorsicht, ich sprach oben vom homogenen Magnetfeld. Das "Igelmodell" das wohl die meisten von uns im Kopf haben ist die falsche Vorstellung und kann leich zu Fehlschlüssen führen.

Man muss hier vorsichtig mit dem Relativitätsprinzip sein und kann sie nicht einfach so als bewegt behandeln.

Was sich bewegen kann sind lediglich Änderungen im Magnetfeld die sich ausbreiten.

Eine ruhende Ladung im homogenen Magnetfeld bewegt sich kein Stück.
Das zeigt der Faraday-Generator. 
Ob sich dabei die Quellen, die magnetischen Nanopartikel in denen die Elektronenspins ausgerichtet sind bewegen spielt keine Rolle.

So sehe ich das auch. Josef Gaßner, der hoffentlich die Lehrmeinung vertritt, sagt hier eindeutig : "Nur haben wir doch im Elektromagnetismus gelernt: Wenn sich bezüglich dieses B-Feldes eine Ladung gar nicht bewegt – dann gibt's auch keine Kraft!"
Das ist auch richtig. Aber ein Feld kann sich mit der Feldquelle mitbewegen. Es muss sich sogar mit der Feldquelle mitbewegen, weil es sich die Feldquelle gar nicht leisten kann, den Energiegehalt des Feldes ständig erneut bereitzustellen. 

@Rainer:
Wenn du jetzt sagst, man könne das B-Feld als bewegt betrachten, dann stellt sich doch die Frage, was genau man da als bewegt betrachten soll. Die Feldlinien als Igelstacheln können es ja nicht sein, weil sie gar nicht existieren. Es gibt im homogenen Feld nur Feldwerte bzw. Vektoren, die aber alle gleich sind. Also was bitte bewegt sich da? Hatte oben schon danach gefragt und keine Antwort bekommen^^.
Es bewegt sich das Feld zusammen mit der Feldquelle, weil Feld und Quelle zusammen eine Einheit bilden.
Dass die Formeln in beiden Systemen eine Geschwindigkeit v enthalten und so auch funktionieren ist ja schön und gut. Ich wüsste nur gerne, woran diese Geschwindigkeit festgemacht wird im Ruhesystem der Ladung, die nur im Laborsystem bewegt ist, parallel zu den stromtragenden Ladungen. Es kann nur die Bewegung der komplementären Ladungsträger im bewegten Leiter sein, aber die sind nicht das Magnetfeld. Sie erzeugen es lediglich und halten es homogen im Abstand r zur unbewegten Ladung neben dem Leiter. 
Die Geschwindigkeit wird festgemacht an der Bewegung der Quelle, die das Feld erzeugt.

 

Wolfgang24-1 schrieb:

.... weil Feld und Quelle zusammen eine Einheit bilden....

Boom! Punkt! Ende! Aus!

FabsOtX schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

.... weil Feld und Quelle zusammen eine Einheit bilden....

Boom! Punkt! Ende! Aus!

Ja, das ist doch gar nicht so schwer zu verstehen.
Ein nacktes Elektron, ohne sein elektrisches Feld und ohne sein magnetisches Spinfeld, das wahrscheinlich auch noch durch sein rotierendes elektrisches Feld bewirkt wird, konnte noch keiner beobachten.

Wolfgang24-1 schrieb:

Es bewegt sich das Feld zusammen mit der Feldquelle, weil Feld und Quelle zusammen eine Einheit bilden.
Die Geschwindigkeit wird festgemacht an der Bewegung der Quelle, die das Feld erzeugt.

Das überzeugt mich nicht und steht im Widerspruch zu deinen vorherigen Aussagen:

Wolfgang24-1 schrieb:

Wenn ein Stabmagnet um seine Stabachse rotiert, dann rotieren doch die Magnetfeldlinien nicht mit. Effektiv ändert sich das Magnetfeld durch die Rotation überhaupt nicht.

Das Feld ändert sich also nicht, aber die Feldquelle bewegt sich doch:

Wolfgang24-1 schrieb:

Klassisch kann das dadurch erklärt werden, dass sich das Magnetfeld des Stabmagneten aus lauter Beiträgen von kleinen magnetischen Dipolen zusammensetzt, die dann alle um die Stabachse herum rotieren.

Diese Dipole sind doch die "Feldquelle". Und sie rotieren. Also müsste sich das Feld bewegen, relativ zu ruhenden Ladungsträgern, "zusammen mit der Feldquelle, weil Feld und Quelle zusammen eine Einheit bilden." Im Übrigen ist ein Magnetfeld ja auch quellfrei.

Bei dieser Rotation jedenfalls wird in der ruhenden Scheibe vom Unipolargenerator keine Spannung induziert. Die Geschichte vom bewegten Magnetfeld ist doch so nicht haltbar^^.
 

 
Hatte oben noch ergänzt:

Steinzeit-Astronom schrieb:

Konsequent durchdacht müsste es doch so sein, dass jetzt die mit dem Leiter bewegten komplementären Ladungen eine Kraft orthogonal vom Leiter weg erfahren, genau wie im Laborsystem die Ladung außerhalb eine Kraft zum Leiter hin. Nur so wird die Sache wirklich symmetrisch. Natürlich werden die Ladungen im Leiter festgehalten und können dieser Kraft nicht einfach nachgeben, aber egal: actio = reactio, und das Ergebnis ist dann doch wieder eine Bewegung orthogonal zum Leiter, auch im Ruhesystem der Ladung außerhalb^^.

Wie wär's denn mit dieser Erklärung?
 

Steinzeit-Astronom schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Es bewegt sich das Feld zusammen mit der Feldquelle, weil Feld und Quelle zusammen eine Einheit bilden.
Die Geschwindigkeit wird festgemacht an der Bewegung der Quelle, die das Feld erzeugt.

Das überzeugt mich nicht und steht im Widerspruch zu deinen vorherigen Aussagen:

Wolfgang24-1 schrieb:

Wenn ein Stabmagnet um seine Stabachse rotiert, dann rotieren doch die Magnetfeldlinien nicht mit. Effektiv ändert sich das Magnetfeld durch die Rotation überhaupt nicht.

Das Feld ändert sich also nicht, aber die Feldquelle bewegt sich doch:
Die Feldquelle ist nicht der Stabmagnet als ganzes, sondern die vielen Elementarmagnete, die sich bewegen und rotieren. Sie bewegen sich, weil sie ja nicht alle exakt auf der Achse liegen.

Wolfgang24-1 schrieb:

Klassisch kann das dadurch erklärt werden, dass sich das Magnetfeld des Stabmagneten aus lauter Beiträgen von kleinen magnetischen Dipolen zusammensetzt, die dann alle um die Stabachse herum rotieren.

Diese Dipole sind doch die "Feldquelle". Und sie rotieren. Also müsste sich das Feld bewegen, relativ zu ruhenden Ladungsträgern, "zusammen mit der Feldquelle, weil Feld und Quelle zusammen eine Einheit bilden." Im Übrigen ist ein Magnetfeld ja auch quellfrei.
Sie rotieren ja nicht nur, sondern bewegen sich auch um die Achse herum. Dabei bewegen sich effektiv gleich viele in die eine Richtung wie in die andere. Effektiv heißt dabei, dass Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit und Entfernung zu berücksichtigen sind. Dabei heben sich die relativen Bewegungen gerade auf.

Bei dieser Rotation jedenfalls wird in der ruhenden Scheibe vom Unipolargenerator keine Spannung induziert. Die Geschichte vom bewegten Magnetfeld ist doch so nicht haltbar^^.
 

Doch ist sie und ich wette mit dir, dass mit einer stromdurchflossenen Spule anstelle des Stabmagneten das Faraday Paradoxon verschwindet.

Wolfgang24-1 schrieb:

Steinzeit-Astronom schrieb:

Diese Dipole sind doch die "Feldquelle". Und sie rotieren. Also müsste sich das Feld bewegen, relativ zu ruhenden Ladungsträgern, "zusammen mit der Feldquelle, weil Feld und Quelle zusammen eine Einheit bilden."

Sie rotieren ja nicht nur, sondern bewegen sich auch um die Achse herum.

Das ist doch genau die Rotation, von der ich rede: Um die Achse herum. Die Ladungsträger in der Scheibe ruhen aber im Laborsystem. Sie rotieren nicht um die Achse. Sie hätten es nach deiner Auffassung mit einem bewegten Magnetfeld zu tun, bewegt "zusammen mit der Feldquelle [die um die Achse rotierenden Dipole], weil Feld und Quelle zusammen eine Einheit bilden."

Wolfgang24-1 schrieb:

Dabei bewegen sich effektiv gleich viele in die eine Richtung wie in die andere. Effektiv heißt dabei, dass Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit und Entfernung zu berücksichtigen sind. Dabei heben sich die relativen Bewegungen gerade auf.[/b]

Für einen am Rand der Scheibe ruhenden Ladungsträger hebt sich nichts auf. Was auf der anderen Seite der Scheibe passiert ist für ihn irrelevant. Die im die Achse rotierenden Dipole bewegen sich an ihm vorbei. Das ist alles. Das Feld müsste also bewegt sein nach deiner Auffassung.
 

Merilix schrieb:

Vorsicht, ich sprach oben vom homogenen Magnetfeld. Das "Igelmodell" das wohl die meisten von uns im Kopf haben ist die falsche Vorstellung und kann leich zu Fehlschlüssen führen.

Ich spreche grundsätzlich gar nicht vom Magnetfeld. Es gibt keine Magnetladung, denn die ist nur eine bewegte elektrische Ladung
Qm = v·Q

Das Magnetfeld ist sowieso kein Feld in diesem Sinne, denn das sind nur die Potentialfelder. Die Beschleunigungsfelder entstehen erst aus Sicht des Beobachters.
g = ∇Φ
E = ∇Φe
B = ∇A

Nichtsdestotrotz kann man JEDES Feld eines Systems als bewegtes Feld im anderen System verstehen, ES VERÄNDERT SICH DABEI ALLERDINGS ggf gemäß der L-Trafo, und zwar nicht einfach gemäß der Lorentzkontraktion, wie man schon an g sieht
g' = ∇Φ' = ∇(Φ/γ) ≠ ∇Φ/γ

Merilix schrieb:

Eine ruhende Ladung im homogenen Magnetfeld bewegt sich kein Stück.

Natürlich nicht, es ist eine Relativbewegung nötig. Dabei kann man immer das Eine ODER das Andere als ruhend betrachten, dabei ändern sich allerdings Zeitdilatation und Längenkontraktion, DAS kommt hinzu, zudem ändert sich die Interpretation als E und B Feld. Daher ja die Transformationsgleichungen E' und B'.

Steinzeit-Astronom schrieb:

Wenn du jetzt sagst, man könne das B-Feld als bewegt betrachten, dann stellt sich doch die Frage, was genau man da als bewegt betrachten soll.

Richtig. Dafür gibt es ja die einfachen Transformationsgleichungen E' und B'.

Es ging mir eher um die grundsätzliche Erinnerung an die Relativität der Bewegung. OB das Eine oder das Andere als bewegt betrachtet wird, kann ja keinen grundsätzlichen Unterchied ausmachen, es ist aber deshalb noch lange NICHT ohne modifizierende Auswirkung.

Bin noch auf diese interessante Quelle gestoßen:  Was ist elektromagnetische Induktion? , wo all diese Phänomene ausschließlich auf das Induktionsgesetz (Flussgesetz) und damit auf Wirbelströme zurückgeführt werden. Der Autor Horst Hübel (anscheinend Schulbuchautor) scheint mir sehr kompetent, erklärt alles ziemlich genau, kritisiert an einer Stelle sogar Feynman.

Werde das wohl mehrfach lesen müssen... falls ich es überhaupt so genau wissen will, was den mathematischen Teil betrifft. :–)

Steinzeit-Astronom schrieb:

kritisiert an einer Stelle sogar Feynman
 

Darauf bin ich ja gespannt. Ich hätte da auch schon das Eine oder Andere gehabt, nichts von Bedeutung natürlich, eher eine Präzisierung (einer missverständlichen Wortwahl), aber präzisieren könnte man ja immer und alles.

Steinzeit-Astronom schrieb:

 
Hatte oben noch ergänzt:

Steinzeit-Astronom schrieb:

Konsequent durchdacht müsste es doch so sein, dass jetzt die mit dem Leiter bewegten komplementären Ladungen eine Kraft orthogonal vom Leiter weg erfahren, genau wie im Laborsystem die Ladung außerhalb eine Kraft zum Leiter hin. Nur so wird die Sache wirklich symmetrisch. Natürlich werden die Ladungen im Leiter festgehalten und können dieser Kraft nicht einfach nachgeben, aber egal: actio = reactio, und das Ergebnis ist dann doch wieder eine Bewegung orthogonal zum Leiter, auch im Ruhesystem der Ladung außerhalb^^.

Wie wär's denn mit dieser Erklärung?

 

Diese Erklärung würde vielleicht mit Piezoelektrischen Materialien aber dann geometrisch ganz anders funktionieren. Ansonsten kannst du mit Zentripetalkräften keine elektomagnetischen Eigenschaften auslösen.

Rainer Raisch schrieb:

Merilix schrieb:

Eine ruhende Ladung im homogenen Magnetfeld bewegt sich kein Stück.

 

Natürlich nicht, es ist eine Relativbewegung nötig. Dabei kann man immer das Eine ODER das Andere als ruhend betrachten, dabei ändern sich allerdings Zeitdilatation und Längenkontraktion, DAS kommt hinzu, zudem ändert sich die Interpretation als E und B Feld. Daher ja die Transformationsgleichungen E' und B'.

 

Da scheinst du den Faraday-Generator nicht wirklich zu kennen.
Das Magnetfeld das senkrecht zur Scheibe steht und rotiert (oder nicht) verursacht keine Spannung am Scheibenrand.
Rotiert aber die Scheibe im selben Magnetfeld entsteht eine Spannung unabhängig davon ob der Magnet mitrotiert oder nicht.
In beiden Fällen wäre die Relativbewegung gleich.
 

Merilix schrieb:

Das Magnetfeld das senkrecht zur Scheibe steht und rotiert

Wie kommst Du denn nun plötzlich auf Rotation?

Wenn es um Rotation geht, ist naürlich gar nichts relativ. Oder sollen jetzt Rotation und Relativbewegung gemischt werden?

Merilix schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Merilix schrieb:

Eine ruhende Ladung im homogenen Magnetfeld bewegt sich kein Stück.


 

Natürlich nicht, es ist eine Relativbewegung nötig. Dabei kann man immer das Eine ODER das Andere als ruhend betrachten, dabei ändern sich allerdings Zeitdilatation und Längenkontraktion, DAS kommt hinzu, zudem ändert sich die Interpretation als E und B Feld. Daher ja die Transformationsgleichungen E' und B'.


 

Da scheinst du den Faraday-Generator nicht wirklich zu kennen.
Das Magnetfeld das senkrecht zur Scheibe steht und rotiert (oder nicht) verursacht keine Spannung am Scheibenrand.
Rotiert aber die Scheibe im selben Magnetfeld entsteht eine Spannung unabhängig davon ob der Magnet mitrotiert oder nicht.
In beiden Fällen wäre die Relativbewegung gleich.

 

Du hast recht, wenn man bei diesem Versuch den Stabmagneten durch eine stromduchflossene Spule ersetzt, die das selbe Magnetfeld erzeugt, und wenn dann nach dieser Änderung, der Versuch immer noch wie beschrieben funktioniert.
So ein Stabmagnet setzt sich aus lauter winzigen Elementarmagneten zusammen. Das ist etwas völlig anderes als eine stromdurchflossene  lange Spule mit vielen Windungen. Das Magnetfeld der Spule hat jedoch annähernd die selbe Form wie das Feld des Stabmagneten.
Wenn man nun die Spule um ihre Achse rotieren lässt, dann ist sichergestellt, dass das Magnetfeld mitrotiert.  Beim Stabmagneten mit seinem Schwarm von Elementarmagneten rotiert das überlagerte Feld nicht so einfach mit, weil die Elementarmagnete mit unterschiedlicher Entfernung von der Rotationsachse angeordnet sind.

Steinzeit-Astronom schrieb:

Bin noch auf diese interessante Quelle gestoßen:  Was ist elektromagnetische Induktion? , wo all diese Phänomene ausschließlich auf das Induktionsgesetz (Flussgesetz) und damit auf Wirbelströme zurückgeführt werden. Der Autor Horst Hübel (anscheinend Schulbuchautor) scheint mir sehr kompetent, erklärt alles ziemlich genau, kritisiert an einer Stelle sogar Feynman.

Werde das wohl mehrfach lesen müssen... falls ich es überhaupt so genau wissen will, was den mathematischen Teil betrifft. :–)

Ich denke, dass Herr Hübel den Stoff viel zu redundant darstellt und ihn dadurch mindestens um den Faktor drei aufbläht. Das ist auch für Schüler nicht so gut. Er lässt viele Einzelheiten weg, die zurecht erst an Universitäten zur Sprache kommen. Stattdessen versucht er mit dem Schulstoff alleine ein vollständiges Bild des Sachverhaltes zu vermitteln. Das ist aber recht umständlich und ich glaube auch nicht, dass das gut für Schüler ist.

Rainer Raisch schrieb:

Merilix schrieb:

Das Magnetfeld das senkrecht zur Scheibe steht und rotiert

Wie kommst Du denn nun plötzlich auf Rotation?

Wenn es um Rotation geht, ist naürlich gar nichts relativ. Oder sollen jetzt Rotation und Relativbewegung gemischt werden?

Merilix bezieht sich hier ganz auf das Faraday Paradoxon, mit dem scheinbar nachgewiesen wird, dass die Bewegung eines Magnetfeldes relativ zu einer Leiterplatte nicht die selbe Wirkung hervorruft wie die Bewegung der Leiterplatte relativ zum Magnetfeld.
Als Relativbewegung wird dabei die Rotation um die Symmetrieachse des Experiments ausgewählt.
Das Experiment wird unter "Faradaysches Paradoxon" ganz gut in Wikipedia beschrieben.

Wolfgang24-1 schrieb:

.... Das Experiment wird unter "Faradaysches Paradoxon" ganz gut in Wikipedia beschrieben.

Elektrisch gesehen Sollte es bei diesem Experiment keinen unterschied geben, den es aber gibt. Wenn ich es richtig verstanden habe.

Mechanisch gesehen ist der unterschied offensichtlich! Die Drehzahlen und Materialien wären interessant. Aber der Wiki artikel gibt nicht so viel her.

Der Wiki Artikel zeigt ein Bild (Untere) in der die Drehrichtung nach unten geht und der strom fluss von aussen zur mittelachse geht. Die Drehrischtung sollte aber an sich keinen einfluß auf die Richtung des stroms haben richtig? der läuft immer von aussen nach innen!

Wolfgang24-1 schrieb:

Als Relativbewegung wird dabei die Rotation um die Symmetrieachse des Experiments ausgewählt.

Ja das ist klar, dass eine Rotation nicht vergleichbar sein wird. Das ist ja keine Relativbewegung.
Das Experiment habe ich noch nicht nachgelesen bzw nur überflogen. Das war mir erstmal zu kompliziert bzw zeitaufwendig.

Rainer Raisch schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Als Relativbewegung wird dabei die Rotation um die Symmetrieachse des Experiments ausgewählt.

Das Experiment habe ich noch nicht nachgelesen bzw nur überflogen. Das war mir erstmal zu kompliziert bzw zeitaufwendig.

Ich kenne bisher nur den grade gelesen Wiki Artikel

Kann mir jemand sagen ob hohe Drehzahlen oder nicht?

FabsOtX schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

.... Das Experiment wird unter "Faradaysches Paradoxon" ganz gut in Wikipedia beschrieben.

Mechanisch gesehen ist der unterschied offensichtlich! Die Drehzahlen und Materialien wären interessant. Aber der Wiki artikel gibt nicht so viel her.

Der Wiki Artikel zeigt ein Bild (Untere) in der die Drehrichtung nach unten geht und der strom fluss von aussen zur mittelachse geht. Die Drehrischtung sollte aber an sich keinen einfluß auf die Richtung des stroms haben richtig? der läuft immer von aussen nach innen!

Nein, die Drehrichtung bestimmt die Stromrichtung, von innen nach außen oder umgekehrt.
Unter Unioplarmaschine findest du auch Infos zu Materialien und Anwendungen.