Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 ·...

15
DARC AJW Referat Michael Funke – DL4EAX Kapitel 1.2.4 Fragen TB401 bis TB408

Transcript of Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 ·...

Page 1: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW ReferatMichael Funke – DL4EAX

Kapitel 1.2.4Fragen TB401 bis TB408

Page 2: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW Referat

… entstehen bei jeder Bewegung von elektrischen

Ladungen. Sie entstehen zum Beispiel, wenn Strom

durch einen gesteckten Leiter oder durch eine Spule

fließt.

Bildquelle: Talos, CC BY-SA 3.0

https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12759533

Bildquelle: Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen

Fragenkatalog Prüfungsfragen „Technische Kenntnisse“ Klasse E 1. Auflage, September 2006

Page 3: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW Referat

… entsteht zum Beispiel auch bei einer Antenne.

Bei dem Bild einer Vertikalantenne sieht man die

magnetischen Feldlinien (x). Zusammen mit den

elektrischen Feldlinien entsteht ein elektromagnetisches

Feld, dazu später mehr.

Bildquelle: Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen

Fragenkatalog Prüfungsfragen „Technische Kenntnisse“ Klasse E 1. Auflage, September 2006

Page 4: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW Referat

… bestehen aus ferromagnetischen Werkstoffen (zum

Beispiel Eisen oder Ferriten).

Bildquelle: Von Eurico Zimbres FGEL/UERJ - the author is owner, CC BY-SA 2.0 br

https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=333496

Bildquelle: Von Omegatron - Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0

https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=640068

Page 5: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW Referat

… sind keramische Werkstoffe, die z.B. aus Eisenoxid

oder Magnetit bestehen. Sie haben je nach Beimischung

(z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium)

unterschiedliche Eigenschaften.

Hartmagnetische Ferrite lassen sich schwer ummagne-

tisieren, behalten den Magnetismus aber gut bei und

werden als Dauermagnete (z.B.in Lautsprechern) einge-

setzt.

Weichmagnetische Ferrite lassen sich leicht ummagneti-

sieren und behalten den Magnetismus nicht lange bei.

Dadurch leiten sie magnetische Felder wesentlich ver-

lustfreier und eignen sich z.B. gut als Spulenkerne.

Page 6: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW Referat

befindet sich eine drehbare

Spule aus Kupferdraht im Feld

eines Dauermagneten.

Durch die Wechselwirkung der

Kräfte zwischen einem

permanentmagnetischen und

einem elektromagnetischen

Feld kann sich der Zeiger

bewegen.

Bildquelle: Von Søren Peo Pedersen (User:Peo)

Self made with POV-Ray. See source code below., CC BY-SA 3.0

https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=199388

Page 7: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW Referat

… haben wir bei Spulenkernen. Dort bringen wir Eisen-

oder Ferritkerne in die Spule ein um das Magnetfeld zu

verstärken. Damit steigt auch die Induktivität.

Bildquelle: Stan Zurek - Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0

https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=954713

Bildquelle: Autorenschaft unbekannt., CC BY-SA 3.0

https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=528715

Bringen wir hingegen einen Kupfer- oder Aluminiumkern

ein, wird die Induktivität verringert weil das hochfrequente

Magnetfeld nicht in den Kern eindringen kann und das Feld

eine kleinere räumliche Ausdehnung hat.

Page 8: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW Referat

Page 9: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW Referat

… wird in der Einheit Ampere / Meter (A/m) gemessen.

Für eine Ringspule gilt folgende Formel:

𝐻 =𝐼 ∙ 𝑁

𝑙𝑚

H = magnet. Feldstärke in Ampere / m

I = Stromstärke in Ampere

N = Windungszahl

lm = mittlere Feldlinienlänge in Meter

Page 10: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW Referat

Gegeben ist eine Ringkernspule mit einen mittleren

Durchmesser von 3,2 cm und 6 Windungen

Kupferdraht.

Wie groß ist die mittlere magnetische Feldstärke

im Ringkern, wenn der Strom 4 A beträgt?

𝐻 =𝐼 ∙ 𝑁

𝑙𝑚=

4 𝐴 ∙ 6

0,032𝑚 ∙ 𝜋= 238,7 A/m

Hinweis: Wir rechnen zuerst den Durchmesser in m um.

Danach wird mit 𝜋 multipliziert um den Umfang zu

berechnen. → 𝑈𝑚𝑓𝑎𝑛𝑔 = 𝐷𝑢𝑟𝑐ℎ𝑚𝑒𝑠𝑠𝑒𝑟 ∙ 𝜋

Page 11: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW Referat

… beschreibt wie die magnetische Feldstärke H,

bestimmte Eigenschaften des magnetischen Feldes.

Keine von beiden ist das magnetische Feld.

Keine ist besser oder schlechter oder falsch oder richtig.

In bestimmten Situationen ist die eine besser zu

gebrauchen als die andere. Bei Beschreibungen der

Induktion ist B einfacher zu handhaben, um

Eigenschaften von Magneten zu beschreiben, ist H

besser.

Beide Größen sind miteinander gekoppelt, nämlich über

𝐵𝑚 = 𝜇𝑟 ∙ 𝜇0 ∙ 𝐻

Page 12: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW Referat

𝐵𝑚 = 𝜇𝑟 ∙ 𝜇0 ∙ 𝐻

B = magnetische Flussdichte in Tesla (Vs/m²)

H = magnetische Feldstärke in A/m

μr= relative Permeabilitätszahl

μ0

= magnetische Feldkonstante (1,2566•10–6

Vs/Am)

Die magnetische Permeabilität bestimmt die Fähigkeit von

Materialien, eine Magnetfeld zu verstärken oder abzuschwächen.

Luft ist neutral und hat damit μr= 1.

Die magnetische Feldkonstante ist eine physikalische Konstante

und gibt das Verhältnis der magnetischen Flussdichte zur

magnetischen Feldstärke im Vakuum an.

Page 13: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW Referat

Eine Luftspule erzeugt eine Feldstärke von

5000 A/m. Wie groß ist die magnetische

Flussdichte?

𝐵𝑚 = 𝜇𝑟 ∙ 𝜇0 ∙ 𝐻

Bm =1 ∙ (1,2566 𝑉𝑠 ∙ 10–6

) ∙ 500 𝐴

𝐴 ∙ 𝑚 ∙𝑚= 6,283 𝑚𝑇

B = magnetische Flussdichte in Tesla (Vs/m²)

H = magnetische Feldstärke in A/m

μr= relative Permeabilitätszahl, hier 1 weil Luft

μ0

= magnetische Feldkonstante (1,2566•10–6

Vs/Am)

Page 14: Michael Funke DL4EAXdl4eax.darc.de/DARC-AJW-Klasse-A-Kurs/PowerPoint/PDF-Ex... · 2019-01-03 · (z.B. Nickel, Zink, Mangan, Kobalt oder Cadmium) unterschiedliche Eigenschaften. Hartmagnetische

DARC AJW Referat

Bildquelle: Mit Genehmigung von Dian Kurniawan YD1OSC

https://hambuilder.com/product/hbr4hf-new/