Würde gerne die Prüfungsfragen vom Pimenov austauschen, ich scheitere bei den letzten 15 Fragen ziemlich. Ich werde selber gerne Fragen hochladen, die ich habe - bitte einfach nachfragen.
Speziell nerven mich diese Fragen, weil sie in den letzten Jahren wirklich geprüft wurden:
-) langer, homogen geladener Zylinder dreht sich um eigene Achse, ges: magn. Feld
-) zwei planparallele Platten mit Stromdichten +I und -I, ges: magn. Feld + Symmetrie/ Richtung begründen
-) kleine Messspule in großer Spule, ges: Spannung an der Messspule
-) Biot-Savart mit quadratischer Stromleife
Wenn mir jemand weiterhelfen kann freue ich mich, wenn ich jemandem weiterhelfen kann freue ich mich auch Aufgaben_Physik2_Teil1.pdf (495 KB)
Hi lux, danke für die Lösung. Ich denke nicht, dass dieses Beispiel mit der Heaviside Funktion zu lösen ist, immerhin ist Physik II ein Fach aus dem 2. Semester. Außerde´m hast du Recht- das Intregal über H(x) ergibt x*H(x), was hier total vernachlässigt wurde.
Habe eine interessante Lösung online gefunden, in der der Zylinder in kleine Kreisscheiben unterteilt wurde. Klingt für mich eigentlich logisch. Aufgabe 3 von diesem pdf:
Zwei planparallele Ebenen befinden sich im Abstand 2d voneinander und tragen
Stromdichten +I [A/m] und –I [A/m] parallel zu der y‐Achse (siehe Bild).
a) Begründen Sie die Symmetrie und die Richtung des Magnetfeldes
b) Berechnen Sie das magnetische Feld im gesamten Raum.
Platten ausgedehnt in x/z, dicke d, Breite b
Nach langem hängen und würgen denke ich dass die Antwort wieder mal viel einfacher ist, als erwartet. Ausgehend davon, dass die Platten unendlich breit (in x Richtung) und lang (in z - Richtung) sind ergibt sich folgendes (für eine Platte):
B=\mu \cdot H
\oint B ; ds = \mu _0 \cdot I
\oint H ; ds = I
div , H = 0 → weil das hier gilt muss
H_y = 0, da die Hy abhängig von der Seite der Platte umgekehrte Vorzeichen hätten. (Argument aus Gerthsen Physik, S.359) Wichtig, hier werden Randeffekte an den Platten ignoriert, dort wäre Hy nat. nicht 0.
Nun wird der Rest zu:
\oint H ; ds = 2 H_y \cdot d + 2 H_z \cdot b = I \text{, mit $H_y = 0 $} ; \text{ und weil $H_z \cdot b = -H_z \cdot (-b)$}
\oint H ; ds = 2 H_z \cdot b = I
H_z = \frac{I}{2\cdot b}
Das Magnetfeld ist also bei einer einzigen Leiterplatte konstant im gesamten Raum.
Zwei Leiterplatten mit entgegengesetztem I:
Magnetfeld zwischen den beiden doppelt so groß (superponieren)
Magnetfeld außen:
\oint H ; ds = I = I_1 + I_2
I_1 = - I_2
\oint H = 0
Ich hoffe das hilft, sollte das so nicht passen, bitte sagen!
Hat von euch wer das Beispiel mit dem Zylinderkondensator gelöst (Ladung Innen \sigma Ladung außen 2\cdot \sigma)
Ich komme da irgendwie dauernd auf divergierende Ergebnisse für die Spannung, wegen des ln.
Wäre super, wenn es jemand hochladen könnte!
lg,
Rough
EDIT: Keine Ahnung, ob du noch was brauchst MH, aber ich fange jetzt mit den Beispielen an, nach denen du gefragt hast und werde die dann hochladen
Ich hab mal mit einer leichten RC Parallelschaltung angefangen. Muss mich da erst mal reindenken.
Vllt hilft dir das Beispiel ja schon was bzgl. Verständnis, darum lade ich es mal hoch!
glg,
Rough
Added:
-gemischter RLC Schwingkreis - Unterpunkt A
-gemischter RLC Schwingkreis - Unterpunkt B
-kleine Messpule in großer Zylinderspule
Ich habe mir die Bsp mit den Kugel- und Zylinderkondensator angeschaut. E-Feld sollte kein Problem darstellen, nur beim Potential hab ich mir den Kopf zerbrochen. Ich lade nun die für mich am logischsten Lösungen hoch. Sie sollten zur Diskussion anregen hehe. Schaut euch das bitte an, teilt eure Lösungen mit und falls ihr Fehler findet, bitte diese auch mitteilen.
Danke für die gut Nachvollziehbare Rechnung!
Prinzipiell stimme ich dir zu, wenn man den Ansatz wählt, dass man unbeschränkt integriert und dann die Konstante 0 setzt, dann kriegt man das Ergebnis. Auf das komme ich auch und das hängt wohl wirklich nur damit zusammen, wie man halt die RB des Potentials setzt.
Aber wie würdest du dir jetzt aus diesen 2 Potentialen deine Kapazität ausrechnen? Das Argument bei der Kugel ist ja nicht unbedingt sooo Hieb- und Stichfest ‚ein Kondensator macht nur Sinn mit entgegen gesetzt gleich großen Ladungen‘
Denn es gibt zb auch Vollkugelkondensatoren. Da ist die entgegengesetzt negative Ladung einfach im unendlichen, deren Kapazität lässt sich auch berechnen (siehe Demtröder III S 23)
Wie kommt man also auf die gesamte Kapazität des Systems (U=\phi_{innen} - \phi_{aussen}, kann es so einfach sein?
Ja das hatte ich vergessen hinzuschreiben, dass ich für die Kapazität leider keine Ahnung haben^^. Den Satz hab ich einfach mal hingeschrieben, sicher muss man ne Kapazität ausrechnen sonst wäre die Frage ja sinnlos. Das Potential dazwischen macht sinn, aber welche Ladung ich dann für C=Q/U hinschreibe, weiß ich leider nicht
Das Magnetfeld ist von der Stromdichte abhängig. Da wir nur gegeben haben, dass durch diese Leiterplatten ein Strom I fließt, muss die Stärke des Magnetfeldes davon abhängen, auf welchen Bereich sich der Strom I aufteilt.
Wenn I zb. sehr klein und die Platte sehr ausgedehnt ist, dann fließt pro Oberflächenstück sehr wenig Strom → kleines Magnetfeld.
Die Einheit von H ; ; \text{ist} ;; [\frac{A}{s}]
Wenn du zb ersetzt:
I=\lambda \cdot b
wobei
\lambda [\frac{A}{m}]… eine Linienstromdichte ist.
dann fällt dir das b raus und I ist wirklich nurmehr von der Linienstromdichte abhängig.
H=\frac{\lambda}{2}
Ich hoffe das hilft?!
lg,
R
Edit: P.s.: wenn ich mich irren sollte, bitte ich um einen Hinweis!
Ich habe mich nochmal ein bisschen mit den Dipolbeispielen beschäftigt.
Meine Ergebnisse hänge ich hier an, nat. wie immer ohne Gewähr. Ich wäre super froh, wenn mir wer meine etwaigen Fehler ausbessert.
Vor allem bei dem E_Pot Beispiel der beiden Dipole kommt mir mein Lösungsansatz etwas russisch vor.
Wenn da wer einen besseren hat, bitte nur her damit
E-Feld eines Dipols entlang der X-Achse (S19)
genaue Herleitung des Potentials eines Dipols (P // y, Abstand 2a) mit Taylor (S20&21)
Würde jemand so nett sein und das Beispiel mit den 2 geladenen Teilchen die sich mit v im Abstand von d bewegen wo man sich die elektrische- und magnetische Kraft ausrechnen muss ?
Danke im vorraus
------Zylinderkondensator mit unterschiedlich geladenen Schalen ------
Folgende Lösung wurde von A. Pimenov bestätigt.
Wichtig ist, dass beim Unterpunkt C ‚[…] berechnen Sie die Kapazität […]‘ einiges an Interpretationspielraum war. Diesen hat er ausgeräumt, denn laut ihm war es so gemeint, dass es sich dabei um einen ‚normalen‘ Zylinderkondensator handelt, mit gleichen Ladungen.
Hey Leute,
vor ein paar Monaten hat ein sehr leiwander Kollege ein Ausarbeitung des fragenkatalogs reingestellt.
Das Problem ist, dass ich das dokument nicht mehr hier finden kann.
Hat vielleicht jemand noch eine Kopie?
