[Physik] Helmholtz-Spulenpaar?

Guten Tag,

ich benötige hier noch ein wenig Hilfe, um die Fragen hier richtig zu verstehen. Ich freue mich sehr auf eure ausführlichen und leicht verständlichen Antworten.

  • Ich würde mich zu allen 3 Fragen sehr auf eine jeweilige Erklärung freuen

[Frage 1]

[Frage 2]

[Frage 3]

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Wechselfreund
10 months ago

1 Kreisbahn, da Lorentzkraft als Zentripetalkraft (auf den Kreismittelpunkt gerichtet) wirkt

2 Zerlege die Bewegung in eine Komponente senkrecht und eine parallel zum Feld. Die senkrechte bewirkt eine Kreisbahn, die parallele wird nicht beeinflusst. Zusammen ergibt sich so die Schraubenbahn.

3 Da die Geschwindigkeit abnimmt wird auch die Lorentzkraft und damit die Zentralkraft abnehmen.

Wechselfreund
10 months ago

Du machst offensichtlich einen Crashkurs Physik?

Wechselfreund
10 months ago

Meinegüte, den Elektronen ist es egal, ob sie durch den Draht in einer Helmholtzspule oder einer Zylinderspule fließen, wenn sie ein Magnetfeld erzeugen. Denach ist es nicht etwas völlig anderes. In einem stimme ich dir zu: das bringt hier offensichtlich nichts.

Wechselfreund
10 months ago

Was verstehst du unter “Richtung der Spule”?

Schau dir die Abbildung

https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/stroeme-magnetisches-feld/grundwissen/magnetfeld-von-langen-zylinderspulen

an, da kannst du die Windungsreichtung erkennen.

Wechselfreund
10 months ago

Technische Stromrichtung ist von + nach -, tatsächliche von – nach +. Dementsprechend nach deinen Notizen mal rechte, mal linke Hand. Was sit daran unverständlich??

Abbildung in der Mitte

https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/stroeme-magnetisches-feld/grundwissen/magnetfeld-von-langen-zylinderspulen

Wechselfreund
10 months ago

Jede Spule hat zwei Anschlüsse. Und ebenso hat die Stromquelle zwei. Beim – Pol kommen die Elektronen raus (denn die sind negativ geladen) und gehen (hier nach dem Durchlaufen der Spulen) zum + Pol wieder rein. Das ist dann die tatsächliche Stromrichtung weil sich die negativen Ladungen in dieser Richtung bewegen.

In der Abbildung in der Mitte ist es die technische Stromrichtung, da die Pfeile von + (in die Runde, dann durch die zweite mit gleichem Drehsinn) nach – gehen.

Wechselfreund
10 months ago

Es sollte + und – Pol angegeben sein.

Wechselfreund
10 months ago
  • Woher weiß ich, in welche Richtung die „Magnetfeldlinien“ zeigen? Es handelt sich doch um ein homogenes Magnetfeld 🤔 Kannst du mir das mit den „Magnetfeldlinien“ vielleicht erklären?

https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/stroeme-magnetisches-feld/grundwissen/magnetfeld-von-helmholtz-spulen

  • Ich würde hierfür die linke Hand verwenden und die Finger außer den Daumen in Stromrichtung bringen und dann zeigt der Daumen in +y-Richting. Somit ist die Richtung der magnetischen Feldlinien von -y nach + y, richtig?

Schau dir den link an

  • Die Elektronen werden also senkrecht zu den magnetischen Feldlinien eingeschossen.
  • Unf diese Kraft nennt man jetzt die Lorentzkraft?

Lorentzkraft ist allgemein die, die auf bewegte Ladungen wirkt. Sie steht senkrecht zum Feld und zur Bewegungsrichtung der Ladung (kann man über Kreuzprodukt berechnen oder über UVW Regel der Hand Richtung bestimmen)

  • Aber wie weiß ich nun, dass die Elektronen einen Kreis durchlaufen?

Für eine Kreisbewegung braucht man eine Zentripetalkraft, die zu einem Zentrum wirkt und betragsmäßig konstant ist. Hier ist das die Lorentzkraft (bei einem Erdsatelliten ist das die Gravitationskraft.)

  • Es wirkt also überall dazwischen ein homogenes Magnetfeld mit den magnetischen Feldlinien von -y in +y-Richtung? Ich verstehe das leider noch nicht wirklich gut.

link ansehen

Wechselfreund
10 months ago

Frage 1: Einschuss senkrecht zu den Magnetfeldlinien mit betragsmäßig konstanter Geschwindigkeit: Die Lorentzkraft steht senkrecht zur Bewegungsrichtung, ist betragsmäßig kontant und bewirkt eine Kreisbahn (zu deren Zentrum sie gerichtet ist).

Frage 2: Einschuss schräg zu den Feldlinien. Zerlegung in senkrechte und parallele komponente der Geschwindigkeit erklärt zunächst eine Kreisbahn wie 1, die parallele Komponente wird aber durch das B-Feld nicht beeinflusst, so dass zusätzlich zur Kreisbahn die parallele Komponente der Geschwindigkeit bleibt, es entsteht (zusammengesetzt) die Schraubenbahn.

Frage 3: Die Geschwindigkeit und damit die Lorentzkraft nimmt ab. Durch die schwächer werdende Zentralkraft entsteht eine Spiralbahn.