Grenzen der Hysteresekurve

kosst amojan schrieb:

Teil 1 der Frage ist schon schwierig genug, Teil 2, die Kraft im Metallring, ist noch schwieriger. Das handelt sich wohl um eine Abart des Thomson-Rings. Das wurde korrekt übrigens erst vor kurzem berechnet, die meisten Bücher hatten das nicht richtig wiedergegeben. Zur Einführung:

Harvey E. White and Hans Weltin, Electromagnetic Levitator, AJP 31, 925-929 (1963).

E. J. Churchill and J. D. Noble, A Demonstration of Lenz' Law?, AJP 39, 285-287, (1971).

W. R. Towler and J. W. Beams, Magnetic suspension for lecture and classroom demonstrations, AJP 44, 478-480 (1976).

Arthur R. Quinton, The AC Repulsion Demonstration of Elihu Thomson, TPT 17, 40-41, (1979).

S. Y. Mak and K. Young, Floating metal ring in an alternating magnetic field, AJP 54, 808-811 (1986).

Thomas D. Rossing and John R. Hull, Magnetic Levitation, TPT 29, 552-562 (1991).

Richard V. Mancuso, Letter: Jumping Ring Referenced, TPT 30, 196 (1992).

Description of Apparatus and Instructions for Use,

Gary Stix, AIR TRAINS, Scientific American, August 1992, pp. 102-113.

Ron D. Edge, Corrections to Levitation Paper, TPT 34, 329 (1996).

David Simmons and Robert R. Speers, Magnetic Damping of a Mass-Spring vertical Accelerometer, TPT 35, 49-50 (1997).

Jonathan Hall, Forces on the Jumping Ring, TPT 35, 80-83 (1997).

Kenneth E. Jesse, Measuring Current in a Jumping Ring, TPT 35, 198-199 (1997)

Paul J.H. Tjossem and Victor Cornejo, "Measurements and mechanisms of Thomson's jumping ring", Am, J, Phys. 68 (2000) 238-244 .

Paul Tanner, Jeff Loebach, James Cook, and H. D. Hallen, A pulsed jumping ring apparatus for demonstration of Lenz's law, AJP 69, 911-916 (2001).

IMHO umfassend und nachvollziehbar in: P. J. H. Tjossem and V. Cornejo, Am. J. Phys., Vol. 68, No. 3, March 2000, 238ff.

"Rolf_Bombach"

Hallo Rolf!

Leider nein. Es geht hier in keinster Weise um Wirbelströme.

Ich erklär den Vorgang nochmal etwas detailiierter. Vll wird es dann klarer was ich bezwecke.

a) Zunächst sei das hier der Aufbau ohne jeglichen Strom:

Ring Eisenstab mit Spule O =/=/=/=/=/=

b) Und zunächst sei das Magnetfeld wie hier polarisiert:

Ring Eisenstab mit Spule O =/=/=/=/=/= + -

c) Der Ring wird dann folgendermaßen magnetisiert:

Ring Eisenstab mit Spule O =/=/=/=/=/= + - + -

d) Schaltet man dann den Strom in der Spule ab, so bleibt laut Hysteresekurve (Magnetisierungskennlinie) ein (schwächerer) Magnetischer Fluss vorhanden (Br in Wikiskizze):

Ring Eisenstab mit Spule O =/=/=/=/=/= + -

e) Legt man in der Spule nun den Strom in die andere Richtung an, so ergibt sich folgender aufbau:

Ring Eisenstab mit Spule O =/=/=/=/=/= + - - +

Daraus folgt, dass sich Eisenring (der meinetwegen auch eine Kugel oder irgendetwas anderes sein kann) und Stab der Spule _abstoßen_.

Wenn ich nun wüsste, _wie schnell_ sich der magnetische Fluss, der _oberhalb_ von Br _innerhalb des Eisenrings_ erzeugt wird, wieder abbaut, so könnte man den Effekt der Abstoßung noch vergrößern.

Viele Grüße,

Markus -

kosst amojan schrieb:

Ach so. Hatte ich nicht richtig mitgekriegt, da ich "Edelstahl" mit nichtmagnetisch assoziiere, was natürlich etwas einseitig ist, da die hochnickelhaltigen magnetisch sind.

"Rolf_Bombach"

Da gibt es viele verschiedene das ist richtig. Lackiertes Eisen wäre für den Zweck evtl das Beste.

Ich habe mir erlaubt aus diesem Posting mal ein Crosspost nach de.sci.physik zu machen. ICh vermute fast dort weiß man sowas eher, daher unten einmal ein Fullquote

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Ich erklär den Vorgang nochmal etwas detailiierter. Vll wird es dann klarer was ich bezwecke.

a) Zunächst sei das hier der Aufbau ohne jeglichen Strom:

Ring Eisenstab mit Spule O =/=/=/=/=/=

b) Und zunächst sei das Magnetfeld wie hier polarisiert:

Ring Eisenstab mit Spule O =/=/=/=/=/= + -

c) Der Ring wird dann folgendermaßen magnetisiert:

Ring Eisenstab mit Spule O =/=/=/=/=/= + - + -

d) Schaltet man dann den Strom in der Spule ab, so bleibt laut Hysteresekurve (Magnetisierungskennlinie) ein (schwächerer) Magnetischer Fluss vorhanden (Br in Wikiskizze):

Ring Eisenstab mit Spule O =/=/=/=/=/= + -

e) Legt man in der Spule nun den Strom in die andere Richtung an, so ergibt sich folgender aufbau:

Ring Eisenstab mit Spule O =/=/=/=/=/= + - - +

Daraus folgt, dass sich Eisenring (der meinetwegen auch eine Kugel oder irgendetwas anderes sein kann) und Stab der Spule _abstoßen_.

Wenn ich nun wüsste, _wie schnell_ sich der magnetische Fluss, der _oberhalb_ von Br _innerhalb des Eisenrings_ erzeugt wird, wieder abbaut, so könnte man den Effekt der Abstoßung noch vergrößern.

Viele Grüße,

Markus -

kosst amojan schrieb:

Hallo,

Dein Wunschdenken hat auf die Realität keinerlei Einfluß. Immer wenn Du das Magnetfeld änderst gibt es auch Wirbelströme, auch beim Einschalten oder Ausschalten eines Gleichstromes durch die Spule.

Bye

kosst amojan schrieb: ...

Das wird man praktisch als sofort bezeichnen können.

Dazu würde ich eventuelle mechanische Resonanzen vom Ring benutzen, ansonsten einfach so starke Magnetfelder wie möglich erzeugen.

Das hat nichts mit zeitlichen Funktionen zu tun, je höher das Magnetfeld war, desto größer ist die Remanenz nach dem Wegfall des äusseren Feldes, mal etwas vereinfacht dargestellt. Kommt natürlich darauf an, ob es vorher schon eine Remanenz in der anderen Richtung gab. Wenn man in die Sättigung fährt steigt die Remanenz dann auch nicht mehr viel an.

Denk ich mir mal so... Jens

Der passende (Such-)Begriff dafür ist Magnetisierungsgeschwindigkeit - "magnetizing velocity".

Die liegt imho recht hoch. Vermutlich viel höher, als die Stromanstiegsgeschwindigkeit, die du in Deiner Spule erreichen kannst. Wenn man bedenkt, dass Festplatten mit 50 MB/s schreiben können, muss die Ummagnetisierungsgeschwindigkeit schon recht hoch sein. Ich schätze mal, die liegt im ns-Bereich. Da wird ja nur der Elektronenspin anders ausgerichtet. Im Gegensatz zur Dielektrizität, bei der (je nach Material) Moleküle ausgerichtet werden, was dazu führt, dass sich geladene Elko's, die man einmal kurzgeschlossen hat, nach dem Lösen des Kurzschlusses von selbst wieder etwas aufladen.

M.

Uwe Hercksen schrieb:

Wir verwenden selbstverständlich nichtleitendes Eisen ;-)

Rolf_Bombach schrieb:

Eis ist ein sehr schlechter elektrischer Leiter, der Plural ändert nichts daran.;-)

CNR, Dieter

"Rolf_Bombach"

Magnetfeld änderst gibt es auch Wirbelströme, auch

Ich weiß du meinst das ironisch, aber im Bezug auf meine Frage ist der Gedanke gar nicht so falsch glaub ich.

Wenn das Magnetfeld Ströme im Eisenring erzeugt, dann bedeutet das doch dass genau diese Ströme das von außen eingeführte Magnetfeld aufrechterhalten können, wenn man die spule abstellt. Ist aber weiterhin die Frage nach der Zeit mit der diese Ströme abklingen.