Elementare Ursache von Kräften auf Objekte

Mir ist gerade etwas aufgefallen was bisher wohl jeder hier übersehen hat:
39:34 in Levins Lekture 16, Walter Levin sagt:
"The magnetic flux change, d phi dt, at a particular moment in time, happens to become one volt.

Stopp! Schnappschuss.

Das erlaubt ein statisches Modell aufzustellen für genau diesen Moment. Wir bekommen sämtliche von dt abhängigen Größen los (inclusive veränderlichem Magnetfeld)
indem wir die Impedanzen durch ihre Entsprechung als Spannungsquellen ersetzen und erhalten so ein Modell für das Kirchhoffs Maschengesetz gelten muss.

Neues Ziel ist eine Ersatzschaltung aufzustellen das lediglich die Strom/Spannungsverhältnisse und die Vorgaben (100ohm / 900ohm,  -0.1V, +0.9V) aber sonst nichts mehr mit Levins Schaltung zu tun hat.

Ich denke: nur so können wir den Streit um Begrifflichkeiten beenden.
Das wäre dann quasi ein (fast) neues Thema.

Nun, das habe ich getan und siehe da es funktioniert!





PS:
Sämmtliche Spannungsquellen sind einheitlich 1V / 4 = 250mV ohne Innenwiderstand,
die Testpunkte TP sind nicht Schaltungsrelevant, zeigen nur das Potential relativ zum Nullpotential an

An einigen Maschen durchgerechnet: da kommen wirklich jeweils 0V raus wie es laut Kirchhoff sein soll.

Jetzt erzähle mir doch nochmal jemand was vom Pferd^^

Merilix schrieb:

Mir ist gerade etwas aufgefallen was bisher wohl jeder hier übersehen hat:
39:34 in Levins Lekture 16, Walter Levin sagt:
"The magnetic flux change, d phi dt, at a particular moment in time, happens to become one volt.

Stopp! Schnappschuss.

Darauf hatte ich aber mehrmals hingewiesen. Dass es um einen momentanen Zustand geht mit definiertem Gleichstrom. Nicht ohne Grund klebe ich an den Worten von Walter Lewin. In seinem Experiment sieht man es auch ganz deutlich an den Kurven vom Oszilloskop: Nur anfangs für einen kurzen Moment sind die Spannungen so wie berechnet -0,5 V und +0,9 V und gehen dann schnell gegen Null. Um diesen Anfangsmoment  geht es, um die reine Theorie nach Faradays Induktionsgesetz.
 

Steinzeit-Astronom schrieb:

Merilix schrieb:

Mir ist gerade etwas aufgefallen was bisher wohl jeder hier übersehen hat:
39:34 in Levins Lekture 16, Walter Levin sagt:
"The magnetic flux change, d phi dt, at a particular moment in time, happens to become one volt.

Stopp! Schnappschuss.

Darauf hatte ich aber mehrmals hingewiesen. Dass es um einen momentanen Zustand geht mit definiertem Gleichstrom. Nicht ohne Grund klebe ich an den Worten von Walter Lewin. In seinem Experiment sieht man es auch ganz deutlich an den Kurven vom Oszilloskop: Nur anfangs für einen kurzen Moment sind die Spannungen so wie berechnet -0,5 V und +0,9 V und gehen dann schnell gegen Null. Um diesen Anfangsmoment  geht es, um die reine Theorie nach Faradays Induktionsgesetz.




 

Kirchhoff hält, das zeigt die Erstazschaltung. Und zwar in Jedem Moment.
Viel mehr gibts dda nicht zu sagen.

PS: Achja, die Antwort auf deine Änderung was in der Mitte gemessen wird kannst du auch ablesen: 0.4V

Merilix schrieb:

Sämmtliche Spannungsquellen sind einheitlich 1V / 4 = 250mV ohne Innenwiderstand.

Woher kommen diese Spannungsquellen? An Impedanzen und Kapazitäten habe ich bisher immer nur bei Wechselstrom gedacht. Wir haben es doch mit Gleichstrom zu tun und auch nicht mit Wellenimpedanz.

Kannst du das mal erklären? Jetzt fangen mich die Ersatzschaltungen doch an zu interessieren. Falls du da Spannungsquellen quasi aus dem Hut zauberst gilt das natürlich nicht^^.

Wenn es damit zu tun hat, dass der Strom im Leiter seinerseits ein Magnetfeld um den Leiter aufbaut, dann ist das doch ein statisches Magnetfeld, wenn der Strom konstant fließt. Es kann keine Spannungsquelle sein^^.
 

Steinzeit-Astronom schrieb:

Merilix schrieb:

Sämmtliche Spannungsquellen sind einheitlich 1V / 4 = 250mV ohne Innenwiderstand.

Woher kommen diese Spannungsquellen? An Impedanzen und Kapazitäten habe ich bisher immer nur bei Wechselstrom gedacht. Wir haben es doch mit Gleichstrom zu tun und auch nicht mit Wellenimpedanz.


 

Bei obigem Ersatzschaltbild handelt es sich doch wohl um eine Momentaufnahme einer Anregung von aussen (Trafoprinzip) bei der die 1/4 V in den Spannungs/Stromquellen (L) entstehen.
Es sind also mehrere Spannungsquellen die zusammengeschaltet sind und eine Gesamtschaltung ergeben.
Da ist nichts Geheimnissvolles drin, alles "ganz normal".

Kurt

Kurt schrieb:

Steinzeit-Astronom schrieb:

Merilix schrieb:

Sämmtliche Spannungsquellen sind einheitlich 1V / 4 = 250mV ohne Innenwiderstand.

Woher kommen diese Spannungsquellen?

Bei obigem Ersatzschaltbild handelt es sich doch wohl um eine Momentaufnahme einer Anregung von aussen (Trafoprinzip) bei der die 1/4 V in den Spannungs/Stromquellen (L) entstehen.

Das ist doch meine Frage: Wie genau sollen die entstehen? Es ist doch bei der Induktion gerade so, dass nicht solche 250-mV-Batterien einfach irgendwo lokalisierbar "entstehen". Vielmehr existiert eine nirgends lokalisierbare Spannung von 1 V im ganzen Stromkreis.

Das Ersatzschaltbild erklärt nur Kirchhoff mit Kirchhoff, solange mir niemand plausibel machen kann, wie genau diese Spannungsquellen physikalisch real da hin kommen, wo sie eingezeichnet sind.

Zwischen den Punkten wo idealerweise Supraleiter hingehören mit logischerweise 0 V Spannungsdifferenz wurden ersatzweise einfach 250-mV-Batterien eingesetzt. So geht das doch wirklich nicht, sorry.
 

Steinzeit-Astronom schrieb:

Kurt schrieb:

Steinzeit-Astronom schrieb:

Merilix schrieb:

Sämmtliche Spannungsquellen sind einheitlich 1V / 4 = 250mV ohne Innenwiderstand.

Woher kommen diese Spannungsquellen?

Bei obigem Ersatzschaltbild handelt es sich doch wohl um eine Momentaufnahme einer Anregung von aussen (Trafoprinzip) bei der die 1/4 V in den Spannungs/Stromquellen (L) entstehen.

Das ist doch meine Frage: Wie genau sollen die entstehen? Es ist doch bei der Induktion gerade so, dass nicht solche 250-mV-Batterien einfach irgendwo lokalisierbar "entstehen". Vielmehr existiert eine nirgends lokalisierbare Spannung von 1 V im ganzen Stromkreis.

Das Ersatzschaltbild erklärt nur Kirchhoff mit Kirchhoff, solange mir niemand plausibel machen kann, wie genau diese Spannungsquellen physikalisch real da hin kommen, wo sie eingezeichnet sind.

In einem Bild weiter oben sind Induktionen eingezeichnet, sie entsprechen den hier gezeichneten DC-Spannungsquellen.
Was in dem Ersatzschema nicht gezeichnet ist sind die Leitungen, sie sind nämlich auch Induktionen, also Spannungsquellen.
Daher ist es bei einer realen Schaltung wichtig auch diese Leitungen zu kennen/verstehen, wenn man die Spannung bei den zwei "inneren" Widerständen messen will.
Nicht umsonst werden solche Messleitungen verdrillt, dann kompenieren sich nämlich die induzierten Wirkungen aus und gehen nicht in die Messung mit ein.
Also ich sehe keine Verletzung irgendeiner Grundsatzannahme was das Verhalten von "Strom" im "Trafokreis" betrifft.
Bei der Ersatzschaltung sind alle Spannungsquellen so gezeichnet, dass sie die richtige Polarität liefern, das ist bei Induktionen nicht immer so einfach zu bewerkstelligen. Da können durchaus unerwünschte, quasi "Phasenlagen", also gegensätzliche "Spannungsquellen" entstehen.
Das ist aber in einem früherem Bild schon angesprochen worden und die Induktionen entsprechend gezeichnet.

 Kurt


 

Steinzeit-Astronom schrieb:

Das ist doch meine Frage: Wie genau sollen die entstehen? Es ist doch bei der Induktion gerade so, dass nicht solche 250-mV-Batterien einfach irgendwo lokalisierbar "entstehen". Vielmehr existiert eine nirgends lokalisierbare Spannung von 1 V im ganzen Stromkreis.



 

Ich versuch mich vieleicht später mal an einer etwas ausführlicheren Antwort warum man das mMn hier so machen kann.
Kurz: über jedem Drahtstück / Bauteil endlicher Ausdehnung >0 das dem veränderlichen Magnetfeld ausgesetzt ist wird eine Spannung induziert. Vorgabe von Walter Levin: 1V at a particular Moment in time. Das heist die Summe der einzelnen Spannungsquellen eines Rings soll 1V betragen. Wir haben zwei Ringe die sich schön in Virtelkreise aufteilen lassen.

Dann kann ich jedes Teilstück durch eine Spannungsquelle mit 250mV ersetzen. "a particular moment in time" kennt kein "irgendwas / dt".
Man jede Zeitabhängigkeit wie sich Magnetfelder ändern oder Kondensatoren aufladen außer acht lassen. Das muss man vorher ausrechnen und ist hier mit den 1V gegeben.
Gegenseitige Beeinflussung durch Selbstinduktion ist vernachlässigbar -- die Impedanz der Drahtstücke ist sehr klein.

Steinzeit-Astronom schrieb:

Zwischen den Punkten wo idealerweise Supraleiter hingehören mit logischerweise 0 V Spannungsdifferenz wurden ersatzweise einfach 250-mV-Batterien eingesetzt.



 

Nein, das stimmt schon so. Induktion eben

Nachtrag: Die Spannungsquellen sind insofern Supraleiter als das sie keinen Innenwiderstand haben der den Strom begrenzen könnte.
Er fliesst aber nicht in der Spannungsquelle zurück (Kurzschluss)

PPS: Wie ich mir das Missverständnis erklären kann: Es sollen ja 1V Ringspannung rauskommen und das wäre ungleich 0.
Aber der induzierten Ringspannung steht der Spannungsabfall über den Widerständen entgegen.
Die Gesamtspannung der Masche (jeder Masche) addiert sich zu 0.

Merilix schrieb:

PS: Achja, die Antwort auf deine Änderung was in der Mitte gemessen wird kannst du auch ablesen: 0.4V

Das wäre durchaus plausibel.
Der Rest kommt mir spanisch vor, aber vlt hast Du ja Recht.

Kurt schrieb:

Strom kann aber nicht die Menge an Elektronen sein, die bewegen sich ja fast nicht, sie stehen den Wirkungen, erbracht von anderen Elektronen, eigentlich nur im Weg rum und zeigen eigentlich nur denen den Weg.

Du kommst einfach nicht aus Deiner Märchenwelt raus in die Realität der Physik.
I = ne·e·A·ve
ve = I/(A·ne·e)
nehmen wir eine P=I·U=100 W Glühlampe an U=220 V mit Zuleitungen A=1 mm² Kupfekabel.
ne.Cu = 8,45e+28 1/m³ freie Elektronen Dichte
ve = 0.00003357 m/s
 

Rainer Raisch schrieb:

Merilix schrieb:

PS: Achja, die Antwort auf deine Änderung was in der Mitte gemessen wird kannst du auch ablesen: 0.4V

Das wäre durchaus plausibel.
Der Rest kommt mir spanisch vor, aber vlt hast Du ja Recht.
 

Das das so perfekt aufgeht hat mich selber überrascht. Hatte nur die -0.1 und 0.9V mit acht gleichen Spannungsquellen im Fokus. Das das gerade 1/4 der FluxSpannug ist wusste ich vorher nicht. D.h Versuch/Irrtum.
Ergibt im Nachhinein alles total Sinn
Auch das Ringspannung 1V aber Maschenspannung 0V raus kommt. Denke das war der Knackpunkt.
 

Rainer Raisch schrieb:

Kurt schrieb:

Strom kann aber nicht die Menge an Elektronen sein, die bewegen sich ja fast nicht, sie stehen den Wirkungen, erbracht von anderen Elektronen, eigentlich nur im Weg rum und zeigen eigentlich nur denen den Weg.

Du kommst einfach nicht aus Deiner Märchenwelt raus in die Realität der Physik.
I = ne·e·A·ve
ve = I/(A·ne·e)
nehmen wir eine P=I·U=100 W Glühlampe an U=220 V mit Zuleitungen A=1 mm² Kupfekabel.
ne.Cu = 8,45e+28 1/m³ freie Elektronen Dichte
ve = 0.00003357 m/s


 

Die Physik mag ja eine eigene Realität haben, ob das die Realität ist das steht auf einem anderen Blatt.

Wenn ich dich richtig verstehe dann gehst du davon aus das sich die Elektronen im Kupferdraht so verhalten wie Wassertropfen in einem Schlauch.
Hinten eins reingedrückt, vorne fällt eins raus.
Also dem ist nicht so.

Kurt

Kurt schrieb:

Wenn ich dich richtig verstehe dann gehst du davon aus das sich die Elektronen im Kupferdraht so verhalten wie Wassertropfen in einem Schlauch.
Hinten eins reingedrückt, vorne fällt eins raus.

 

Naja, im DC betrieb vieleicht schon.
Die kann man ja immerhin sammeln und einsperren

Frei bewegliche Ladungen braucht man trotzdem immer.
Egal ob Elektronen im Metallgitter, freinen Elektronen in Gasen,Ionen in Flüssigkeiten oder gar Löcher wie in Halbleitern.

Kurt schrieb:

Hinten eins reingedrückt, vorne fällt eins raus.
Also dem ist nicht so.

Immer wieder das selbe Muster.
Erst fabulierst Du etwas, dann erklärst Du es für Unsinn

Nimm es Dir wenigstens zu Herzen und höre mit dem Fabulieren auf, anstatt zu versuchen, es anderen in die Schuhe zu schieben.

( wird überdacht... wegen ggf. Denkfehler... )

Rainer Raisch schrieb:

Kurt schrieb:

Hinten eins reingedrückt, vorne fällt eins raus.
Also dem ist nicht so.

Immer wieder das selbe Muster.
Erst fabulierst Du etwas, dann erklärst Du es für Unsinn

Nimm es Dir wenigstens zu Herzen und höre mit dem Fabulieren auf, anstatt zu versuchen, es anderen in die Schuhe zu schieben.

Es ist also nicht so wie ich aus deinem Post rausgelesen habe.
Wie ist es denn dann?

  Kurt

 

Kurt schrieb:

Wie ist es denn dann?

ve = I/(A·ne·e)

Steinzeit-Astronom schrieb:

Ich muss aber zugeben, dass das Ersatzschaltbild einen Erkenntnisgewinn bringt. Wenn man sich die fehlende Spannungsquelle gleichmäßig verteilt vorstellt, dann kommt es ja anscheinend mit diesem Trick hin.

Trick? Das ist ganz einfach ein normaler Stromkreis mit verteilten Spannungsquellen und zwei Widerständen in Reihe.
Ergibt 1V und 1 mA.

Kurt

Rainer Raisch schrieb:

Kurt schrieb:

Wie ist es denn dann?

ve = I/(A·ne·e)

Schiebt da nun ein Elektron direkt das andere an?
Oder ist es ganz anders und diese stehen nur im Weg rum, bzw. weisen den Wirkungen den Weg so dass diese im Kupferdraht bleiben?

 Kurt


 

Steinzeit-Astronom schrieb:

Man darf nicht mit der Polarität beliebig umspringen und so rechnen:



 

Das ist nicht beliebig.

Steinzeit-Astronom schrieb:

Es gibt halt keine Spannungsquelle, die irgendwo lokalisiert wäre. Die Spannung ist einfach da.



 

Ja und? Sie hat eine Polarität.
Wo genau Spannungsquellen in Serie lokalisiert sind ist völlig egal.
Die ganze Ersatzschaltung lässt sich eigentlich noch stark vereinfachen; Man braucht nur 4 Spannungsquellen je 500mV.
Das würde allerdings nicht mehr ganz die reale Topologie widerspiegeln.
Ist wie in der physikalischen Mathematik. Größen die zwar da und wichtig sind kürzen sich weg und verschwinden einfach aus der Gleichung


Das ändert zwar die Potentiale gemessen relativ zu irgend einem Bezugspunkt aber nichts an der Potentialdifferenz die uns interessiert.

Du könntest in jeder Hälfte auch soviele Spannungsquellen hintereinander schalten wie es auf die Länge aneinander gereihte Cu Atome im Draht gibt.

Steinzeit-Astronom schrieb:

Ich muss aber zugeben, dass das Ersatzschaltbild einen Erkenntnisgewinn bringt. Wenn man sich die fehlende Spannungsquelle gleichmäßig verteilt vorstellt, dann kommt es ja anscheinend mit diesem Trick hin.

Nur kann man eben nicht den Kirchhoffschen Maschensatz anwenden. Da hat Lewin nun mal völlig recht. Man muss es so machen, wie er sagt und wie es wiki steht: "Dabei kann der Umlaufsinn der Summierung nicht mehr willkürlich gewählt werden, sondern ist 

Aber wieso denn? An den Polaritäten (d.h. Umlaufsinn) ist absolut nichts willkürlich.
Die Spannungsrichtung über den Widerständen ist nicht von mir vorgegegen sondern ergibt sich.
Da ist nichts getrickst sonder genauso muss das sein.