Physik
Magnetfeld
Magnetfeld
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Cartes-fiches
magnetische Flussdichte B mit Fl
B= Fl / (IPr *s)
B: magnetische Flussdichte in 1 N/Am = T
Fl: Lorenzkraft
IPr: Stromstärke am Leiterrähmchen
s: wirksame Leiterlänge =n*l
magnetische Flussdichte mit magnetischer Feldkonstante
B =µoµr * n/l * Ierr
µo: magnetische Feldkonstante = 1,26 *10-6 Vs/Am
µr: Permeabilitätszahl bei gefüllter Spule
n: Windungszahl
l: Leiterlänge
Ierr: Stromstärke an der Erregerspule
Lorenzkraft FL
FL = e* v * B
e: Elementarladung
v: Geschwindigkeit der Elektronen
B: magnetische Flussdichte in 1 T
radius r der Kreisbahn bewegter Elektronen im Magnetfeld
r = \( {m*v \over e *B}\)
r: Kreisbahnradius in m
m: Masse in 1 kg
v: Geschwndigkeit in m/s
B: magnetische Flussdichte in 1 T
Geschwindigkeit v im Wienschen Geschwindigkeitsfilter
v= E/B
v: Geschwindigkeit in 1 m/s
E: elektrische Feldstärke in 1 N/c
B: magnetische Flussdichte in 1 T
Induktionsspannung UInd mit v
U Ind = n*v*B*d
n: Windungszahl
v: Geschwindigkeit in 1 m/s
B: magnetische Flussdichte in 1 T
Induktionsspannung UInd mit sich ändernder Fläche
UInd=n*B* \(ΔAs \over Δt\)
B: magnetische Flussdichte in 1T
Δ As / Δt : Flächenänderung senkrecht zum B-Feld
Induktionsspannung UInd mit sich änderndem Magnetfeld
UInd=n*As* \(ΔB \over Δt\)
B: magnetische Flussdichte in 1T
Δ B / Δt : Änderung des magnetischen Felds
As: Fläche senkrecht zum B-Feld
magnetischer Fluss Φ
Φ= B * As
Φ: magnetischer Fluss in 1 Tm2 = Nm2/Am = Wb
As: Fläche senkrecht zum B-Feld in m2 (As=A*cos φ mit φ: Winkel zwischen A und B)
B: magnetische Flussdichte in T
Induktionsspannung UInd mit magnetischem Fluss
UInd = -n * Φ°
Φ: magnetischer Fluss in 1 Tm2 = Nm2/Am = Wb
n: Windungszahl
Induktivität L einer Spule
L =µoµr *\(n^2 \over l\)* As
L: Induktivität in 1 Vs/A= H
µo: magnetische Felkonstante
µr :Permeabilitätszahl bei gefüllter Spule
n: Windungszahl
l: Länge der Spule
As: Fläche senkrecht zum B-Feld
Induktionsspannung UInd mit Induktivität
UInd= -L * I.
L: Induktivität einer Spule in 1H
I.: zeitliche Änderung der Stromstärke
Energie w des Magnetfeldes
w = 1/2 * 1/ (µo µr) * v * B2
räumliche Energiedichte φ eines Magnetfelds
φ = w/v= 1/2 * 1/ (µoµr) * B2
FL bei nicht senkrechtem Magnetfeld
FL= B * sin(α) * IPr * s
B: magnetische Flussdichte in 1 N/Am = T
Fl: Lorenzkraft in N
IPr: Stromstärke am Leiterrähmchen in A
s: wirksame Leiterlänge =n*l in m
Spezifische Ladung eines Elektrons
e-/m = (2* U) / (r2 * B2)
e-/m in c/kg = As/kg
e-/m = -1,759 *1011 C/ kg
e- im Winkel zu B-Feldlinien eingeschossen
Geschwindigkeit senkrecht zu den B-Feldlinien Vs
Vs = cos (φ) * V
φ : Einschusswinkel in °
V: Geschwindigkeit des Elektrons in m/s
e- im Winkel zu B-Feldlinien eingeschossen
Kreisradius r
r = (m*Vs) / (e-*B)
r: Kreisradius in m
m: Masse des Elektrons = 9,109 * 10-31 kg
Vs: Gescheindigkeit senkrecht zum B-Feld in m/s
e- : Ladung des Elektrons: -1,602 * 10-19 C
B: magnetische Flussdichte in N/Am = T
e- im Winkel zu B-Feldlinien eingeschossen
Umlaufdauer T
T = 2π r / Vs
T: Ulaufdauer in s
r: Radius in Meter
Vs: Geschwindigkeit senkrecht zum B-Feld in m/s
e- im Winkel zu B-Feldlinien eingeschossen
Geschwindigkeit parallel zum B-Feld Vp
Vp = sin (φ) * V
Vp: Geschwindigkeit parallel den B-Feldlinien in m/s
φ: Einschusswinkel in °
V: Geschwindigkeit in m/s
e- im Winkel zu B-Feldlinien eingeschossen
Ganghöhe h
h = 2πr * tan (φ)
h: Ganghöhe in m
r: Radius in m
φ: Einschusswinkel in °
Hallspannung UH
UH = V*B*h
UH : Hallspannung in V
V: Geschwindigkeit der e-
B: magnetische Flussdichte in N/Am = T
UInd mit Flächenänderung und Flussdichtenänderung
UInd= n* B°(t) * As(t) + n* B(t) * As°(t)
UInd: Induktionsspannung in V
B°: zeitlich ändernde magnetische Flussdichte
As: Fläche senkrecht zum B-Feld in m2
B: magnetische Flussdichte in T
As°: zeitlich ändernde Fläche senkrecht zu B
Widerstand R in einem Stromkreis mit Spule
R= Uo / Imax
R: Widerstand in Ohm
Uo: angelegte Spannung
Imax: maximale Stromstärke im Zeitpunkt t -> ∞
Induktivität einer Spule in einem Stromkreis mit Spule
L = (Uo - R * I(t)) / I°
L: Induktivität in Vs/A=H
Uo: angelegte Spannung
R: Widerstand
I(t): Stromstärke zum Zeitpunkt t
I° (t): Änderung der Stromstärke zum Zeitpunkt t
Induktionsspannung beim Einschalten in einem Stromkreis mit Spule
UInd (0) = -Uo
UInd(t) = - L * I °
UInd (∞) = 0
UInd: von der Spule induzierte Spannung in V
Uo: angelegte Spannung in V
L: Induktivität der Spule in Vs/A=H
I° :zeitliche Änderung der Stromstärke
Stromstärke beim Einschalten in einem Stromkreis mit Spule
I (0) = 0
I(t) = (Uo - L* I°) / R
I(∞) = Uo/ R = Imax
I (t) = Uo/R * (1-e -R/L*t)
I : Stromstärke in A
Uo: angelegte Spannung in V
L: Induktivität der Spule in Vs/A = H
I°: zeitliche Änderung der Stromstärke
R: Widerstand in Ω
Zeitliche Änderung I°der Stromstärke beim Einschalten in einem Stromkreis mit Spule
I°(0) = Uo / L = I°max
I°(t) = (Uo - R * I(t)) / L
I° (∞) = 0
I° = zeitliche Änderung der Stromstärke
Uo: angelegte Spannung in V
L: Induktivität der Spule in Vs/A = H
R: Widerstand in Ω
Induktionsspannung UInd beim Ausschalten in einem Stromkreis mit Spule
UInd(0)= R * Imax
UInd(t) = -L* I°= R * I(t)
UInd (∞) = 0
UInd: Induktionsspannung in V, beim Ausschalten Uges= Uind, da Uo=0
R: Widerstand in Ω
I: Stromstärke in A
L: Induktivität in Vs/A =H
I°: zeitliche Änderung der Stromstärke
Stromstärke I beim Ausschalten in einem Stromkreis mit Spule
I (0) = Imax
I (t) = Io* e -R/L*t
I(∞)= 0
I: Stromstärke in A
Io: Stromstärke zum Zeitpunkt 0 = Imax
R: Widerstand in Ω
L: Induktivität in Vs/A = H
Zeitliche Änderung der Stromstärke I° in einem Stromkreis mit Spule beim Ausschalten
I° (0) = (-R * Imax) / L = I°max
I° (t) = (-R * I(t)) / L
I° ( ∞) = 0
I°: zeitliche Änderung der Stromstärke
I: Stromstärke in A
R: Widerstand in Ω
L: Induktivitöt in Vs/A = H
Energie W des Magnetfelds mit L und I
W = 1/2 L * Imax2
W: Energie in J = Nm/s = Ws
L: Induktivität in Vs/A = H
I: Stromstärke in A