Hallo, ich hätte mal eine Verständnisfrage bezüglich des Lorentzaktuators der in Festplatten zum Bewegen des Lese/Schreibkopfes eingesetzt wird. Soweit ich weis arbeiten diese, wie der Name schon sagt über die Lorentzkraft: F = (I*l)xB Realisiert ist dieser mit einer Spule, welche sich zwischen zwei Neodynmagneten befindet. Hier meine Frage: Wenn die Stromrichtung auf der 1. Seite "positiv" gerichtet ist, so muss sie auf der anderen Seite ja wieder "negativ" sein. Dadurch hebt sich die Kraft im Mittel über die Spule ja eigentlich auf, da der Strom der auf der einen Seite zufließt, auf der anderen ja wieder abfließt. Muss man für diesen Zweck eine andere Gleichung ansetzen oder wird hier in irgendeiner Weise getrixt, zB über ein inhomogenes Magnetfeld? lg Peter
Die Stromrichtung ist an sich nicht durch die Begriffe "positiv" oder "negativ" charakterisiert. Vielmehr fliesst der Strom in die Spule hinein oder daraus hinaus. Man könnte nun durchaus einen in die Spule hineinfliessenden Strom als "positiv" bezeichnent und folgerichtig einen "negativen" herausfliessenden Strom erhalten. Dann wäre ein festzulegender "Nullpunkt" in der Spule. Dennoch fliesst der Strom durch die gesamte Spule immer in die selbe Richtung und erzeugt über deren gesamte Länge ein stets in die selbe Richtung orientiertes Magnetfeld.
Irgendwie befriedigt mich die Antwort selbst nicht. Es gibt nämlich bei der Analyse von Netzwerken durchaus den Fall, das man Ströme in mathematischen Ausdrücken, welche diese Netzwerke beschreiben mit negativem oder positiven Vorzeichen versieht. Zur Erinnerung: Das beruht auf der Regel, das die Summe der in einen Knoten hineinfliessenden Ströme gleich der Summe der hinausfliessenden Ströme ist. Nimmt man mal an, das es einen Knoten gibt, in den genau ein Strom I1 hineinfliesst und genau ein Strom I2 herausfliesst, so gilt nach dieser Regel: I1 + I2 = 0. Umgestellt ergibt das I1 = -I2 aber es gilt ebenso I2 = -I1. Dennoch hat sich an der tatsächlichen Stromrichtung nichts geändert, in dem ich die Formel umstelle. Das sind nur mathematische Operationen. Bei einer Spule und dem erzeugten Magnetfeld ist alleine die Richtung des Stromes in Bezug auf den Leiter wichtig und wie sich das Magnetfeld dadurch verändert, das die Spule aufgewickelt ist. Selbst wenn man einen Knoten irgendwo auf der Länge der Spule in dem Leiter definiert, ändert sich die Richtung des Stromes nicht. Das festlegen eines Knotens in der Spule ist ja nur eine mentale, eine abstrakte Operation - sozusagen Phantasie. Ob Du nun also den Strömen eine Eigenschaft "positiv" oder "negativ" zu sein zuordnest und das in Relation zu einem irrealen Knoten in der Spule ändert an den physikalischen Gegebenheiten garnichts. Man kann also nicht sagen, das es so etwas wie einen "negativen" oder "positiven" Strom überhaupt nicht gibt. Andererseits muss man aufpassen in welcher Situation man diesen Begriff anwendet. Bei Netzwerkanalysen ist er nützlich. Bei der Betrachtung von Magnetfeldern von Spulen nicht.
@Bitflüsterer: Ich denke deine Erklärungen gehen zu 100% am Thema vorbei ^^ Strom ist definiert als Ladung pro Zeit. Es wird Ladung transportiert. Und daher hat der Strom eine Richtung. Genauso wie in einem Fluss Wasser Strömt, kann man sich vorstellen, dass in einem elektrischen Leiter Elektrizität/Ladung strömt. Was man nun als positiv und negativ definiert ist aber Definitionssache. Natürlich ist die Verwendung von + und - des Threadstarters falsch, er hat damit eben die räumliche Richtung der Bewegung der Ladungsträger gemeint. Mal von alle dem abgesehen, hat der Threadstarter recht. Wäre eine Quadratische Spule in einem homogen Magnetfeld eingetaucht und es fließt Elektrizität, so würde, aufgrund der Lorentzkraft an jeder Seite eine Kraft, die Lorentzkraft, wirken. Die Kräfte zweier gegenüberliegenden Seiten heben sich aber gegenseitig auf, wie der Threadstarter selbst es schon erklärt hat. Der Trick ist, dass die Magnete anders aufgebaut sind als der Threadstarter vermutet. Die Pole liegen nicht auf den gegenüberliegenden größten Flächen, sondern 'nebeneinander'. Man hat einen Linearmotor: http://de.wikipedia.org/wiki/Linearmotor edit: unter dem Begriff 'Voice coil' finden sich gute Erklärungen: http://rack1.ul.cs.cmu.edu/rotaryvoicecoil/
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