Frage zur Elektrotechnik (multiple Choice)?

Hi,

kann mir jemand die richtige Antwort sagen? Ich bin mir unsicher…

Auf der Oberfläche eines Materials mit sehr hoher Permeabilität …

a) verschwindet die normale Komponente des Magnetfeldes H.

b) verschwindet die Tangentialkomponente des Magnetfeldes H.

c) verschwindet die Normalkomponente der Magnetischen Flussdichte B.

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isohypse
1 month ago

Wie oben schon gesagt, die Tangentialkomponente von H muss an der Grenzfläche stetig sein (vorausgesetzt es fließt kein Flächenstrom an der Grenzschicht). Da innen H=0 ist, muss auch H_t innen Null sein und somit auch außen. Also ist es b)

Kelec
1 month ago

Du hast hier zunächst die Grenzbedingungen der Elektrodynamik also

[[Ht]]=j

[[Bn]]=0

Weil hohe Permeabilität gilt nehmen wir u=unendlich an.

Im inneren des Materials gilt mit der Beziehung B=u*H dass B unendlich wird wenn ein H Feld herscht daraus folgt dass im inneren so eines Materials H immer 0 sein wird. Das passt damit zusammen dass es keinen magnetischen Spannungsabfall in einem idealen magnetischen Leiter gibt.

Wenn wir zusätzlich nun annehmen dass keine Ströme fließen folgt [[Ht]]=0 wenn also im inneren Ht = 0 muss nun außen auch Ht=0 gelten. Womit die Tangentialkomponente von H verschwindet. Antwort b ist also korrekt.

Das Magnetfeld tritt also immer im rechten Winkel in das Material ein.

Natürlich gilt das aber nur dann wenn das Material Stromfrei ist.

Da Bn im Inneren gleich groß ist wie außen und jeden beliebigen Wert annehmen kann scheidet Antwort c aus.

Aus H = 0 innen folgt mit u=unendlich H beliebig außen womit die Normalkomponente von H nicht verschwindet damit scheidet auch Antwort a aus.

isohypse
1 month ago
Reply to  Kelec

super Antwort, nur etwas wirr.

Kelec
1 month ago
Reply to  isohypse

Was genau findest du wirr?

Kelec
1 month ago

Ja richtig, sonst würde ja auch die Einheitenrechnung nicht aufgehen.

Kenne die verwendete Nomenklatur nicht, hab hierfür manchmal j gelesen oder auch K oder k.

isohypse
1 month ago

super. Jetzt versteht man es besser. Die hier relevante Stromdichte ist übrigens eine Flächenstromdichte an der Grenzfläche, d.h. keine normale Stromdichte, die in A/m² angegeben wird sondern in A/m. Die soll aber ohnehin nicht betrachtet werden, denke ich.

Kelec
1 month ago

Habs ausgebessert.

Kelec
1 month ago

Danke

2x im Inneren

Ja das ist tatsächlich falsch. Tatsächlich sollte hier stehen “da B im Inneren gleich groß ist wie außen und jeden beliebigen Wert annehmen kann”.

Die Antwort die ausscheidet ist dabei c.

Auch hier ist nicht klar worauf du dich beziehst.

Naja ich beziehe mich auf die Normalkomponente von H.

Aus H = 0 innen folgt mit u=unendlich H beliebig außen womit die Normalkomponente von H nicht verschwindet.

isohypse
1 month ago

Natürlich gilt das aber nur dann wenn das Material Stromfrei ist. Da B im Inneren gleich groß ist wie im inneren und im Inneren B beliebig ist scheidet diese Antwort aus.

  • 2x im Inneren
  • welche Antwort scheidet aus? Auf was beziehst du dich?

Die Normalkomponente des H Feldes wäre liefert hier keine Antwort weil der Sprung hier (wegen u unendlich) unendlich sein kann.

Auch hier ist nicht klar worauf du dich beziehst. Es fehlt ein Wort im Satz oder “wäre” ist überflüssig. Du meinst vermutlich

Die Normalkomponente des H Feldes liefert hier keine Antwort weil der Sprung hier (wegen u unendlich) unendlich sein kann. Und somit scheidet a) aus.

Ich schreib das nur, weil ich mir schwar tat, deine Antwort auf die Auswahlmöglichkeiten abzubilden und det Text für andere glaub ich verwirrend war.

Benutzer102023
1 month ago

Hi,

Ich habe da keine ahnung von, aber spaßeshalber bei ChatGPT eingegeben

Die richtige Antwort ist:

b) Die Tangentialkomponente des Magnetfeldes HH verschwindet.

Erklärung:

Die Permeabilität (μ\mu) eines Materials beschreibt, wie stark es auf ein Magnetfeld reagiert. Bei sehr hoher Permeabilität (μ→∞\mu \to \infty), wie z. B. bei idealisierten ferromagnetischen Materialien, gilt:

  1. Normalkomponente der magnetischen Flussdichte BB:
  2. Baußen,⊥=Binnen,⊥B_{\text{außen}, \perp} = B_{\text{innen}, \perp}
  3. Da sich die magnetische Flussdichte BB kontinuierlich verhält, bleibt ihre Normalkomponente erhalten. Antwort c ist also falsch.
  4. Tangentialkomponente des Magnetfeldes HH:
  5. Die Randbedingungen für das Magnetfeld HH an der Oberfläche eines Materials lauten:
  6. Haußen,∥−Hinnen,∥=KH_{\text{außen}, \parallel} – H_{\text{innen}, \parallel} = K
  7. wobei KK eine mögliche Oberflächenstromdichte ist.
  • Bei einem Material mit sehr hoher Permeabilität ist HinnenH_{\text{innen}} nahezu null, also verschwindet auch Haußen,∥H_{\text{außen}, \parallel}.
  • Das bedeutet, dass die Tangentialkomponente von HH an der Oberfläche eines Materials mit sehr hoher Permeabilität verschwindet.
  • Antwort b ist also richtig.
  1. Normalkomponente des Magnetfeldes HH:
  2. Da B=μHB = \mu H gilt und μ\mu sehr groß ist, kann HH im Inneren des Materials fast null werden.
  • Allerdings bleibt die Normalkomponente von HH erhalten (nur sehr klein im Inneren).
  • Antwort a ist daher falsch.