Faraday-Paradoxon

10/02/2011 - 00:10 von Ralf . K u s m i e r z | Report spam
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Moin!

Gibt's irgendwo eine verstàndliche Analyse des sog.
Faraday-Paradoxons? In
<http://de.wikipedia.org/wiki/Farada...adoxon> steht keine
besonders gute.

Ich will jetzt nicht lesen, daß es eigentlich keines ist: Das ist mir
auch klar.

Ich kann aber mal schreiben, wie ich eigentlich darauf kam. Ich hatte
nàmlich folgende "geniale Idee": Man nehme einen Unipolargenerator,
bestehend aus einer rotierenden Metallscheibe, die in Achsrichtung von
einem Magnetfeld durchflutet wird - die Spannung bzw. der Strom werden
dann durch Schleifkontakte auf der Achse und am Scheibenrand
abgegriffen, und "praktischerweise" werden die Magneten auf die
Scheibe aufgeklebt und rotieren mit.

Und dann wurde mir klar, daß das gegen den Drehimpulserhaltungssatz
verstoßen muß: Wenn Strom fließt, also man dem Generator Energie als
elektrische Leistung entnimmt, dann muß die irgendwo herkommen, also
ein Drehmoment auf die Achse aufgegeben werden. Wegen der
Drehimpulserhaltung muß aber der Rotor ein entsprechendes Bremsmoment
aufbringen, das von einem Reaktionsmoment des Stànders herrühren muß.
Daher kann der Erregermagnet nicht mitrotieren, sondern muß sich am
Gehàuse abstützen. Die elektromagnetischen Vorgànge braucht man für
diese mechanische Überlegung gar nicht zu betrachten.

Bloß muß das Ganze elektromagnetisch auch irgendwie beschreibbar sein.
Und das finde ich eigentlich nicht so intuitiv.

Folgende Abwandlung:

Das Erregerfeld soll durch einen Elektromagneten erzeugt werden. Das
làßt man also einen evtl. Dauermagneten weg und bringt um die Scheibe
herum eine stromdurchflossene Leiterschleife an.

Nun kann man sich die Unipolarinduktion erklàren, indem man z. B.
einen radial verlaufenden dünnen Leiter betrachtet, der um die Achse
rotiert, und in dem einerseits eine Spannung induziert wird,
andererseits er aufgrund eines entnommenen Stroms eine bremsende
Coulombkraft erfàhrt. Problem dabei: Wie kommt das Reaktionsmoment auf
die erregende Leiterschleife zustande, wenn man wieder die gesamte
Làuferscheibe und eine rotationssymmetrische Stromverteilung darin
annimmt?

Möglicherweise gar nicht: Für eine rotationssymmetrische
Stromverteilung muß ein rotationssymmetrischer Schleifkontakt
vorhanden sein - idealisiert kann man sich also eine sehr große
Metallscheibe mit einem kreisförmigen Loch vorstellen, in dem sich
eine entsprechend große Làuferscheibe dreht, die dabei über den
gesamten Umfang elektrischen Kontakt mit der stehenden Scheibe hat.
Der Fluß der Erregerwicklung wird durch die àußere Scheibe
rückgeschlossen, dabei erfàhrt diese wegen der radialen Durchströmung
aufgrund der daraus resultierenden Coulombkraft ein dem Antriebsmoment
entgegengesetztes Reaktionsmoment, das das gesuchte Bremsmoment
liefert.

Und damit würde die ursprüngliche "unmögliche" Anordnung sehr wohl
funktionieren, d. h. der Magnet könnte ruhig mitrotieren, weil der
nàmlich gar kein Moment aufnimmt oder aufnehmen müßte, das tut nàmlich
vielmehr der am Schleifkontakt angeschlossene ruhende Rückleiter.

Ja, und wenn das so stimmt, dann gibt es ein paar sehr naheliegede
technische Verbesserungen der Unipolarmaschine, auf die dann aber
vermutlich auch schon làngst jemand gekommen ist.


Gruß aus Bremen
Ralf
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphàre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt hàltst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nàmlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus
 

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#1 Manfred Ullrich
10/02/2011 - 17:21 | Warnen spam
"Ralf . K u s m i e r z" schrieb im Newsbeitrag news:
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Moin!

Gibt's irgendwo eine verstàndliche Analyse des sog.
Faraday-Paradoxons? In
<http://de.wikipedia.org/wiki/Farada...adoxon> steht keine
besonders gute.



Ich meine, die eigentliche Bewandnis bezüglich Spannung in einem Stromkreis
im Zusammenhang mit einem Magnetfeld ist der:
Eine Spannung wird erzeugt, wenn sich das Magnetfeld ÄNDERT.

Gruß
Manfred

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