Hi, im Zuge einer Studienarbeit muss ich gerade verschiedene Felder berechnen. Die Gleichungen für B-, H- und E-Feld sind mir bei Gleichspannung bekannt. Wie verhalten sich die Gleichungen bei Wechselspannung (50HZ). Werden die Felder hier immer noch gleich berechnet?
Melkor U. schrieb: > Die Gleichungen für B-, H- und E-Feld sind mir bei Gleichspannung > bekannt. Welche Gleichungen sind das? Melkor U. schrieb: > Wie verhalten sich die Gleichungen bei Wechselspannung (50HZ). Werden > die Felder hier immer noch gleich berechnet? Hängt von der Antwort auf die Vorgfrage ab.
Das wären folgende Gleichungen bei Gleichspannung: Feldgleichungen: Das Durchflutungsgesetz (Ampèrsches Gesetz): rot H =J t Das Induktionsgesetz (Gesetz von Faraday): rot E =0 --> E = U / l Materialgleichungen: Stromdichte (Ohm’sches Gesetz): J = σ * E Elektrische Flussdichte D = ε * E Magnetische Flussdichte: B = μ * H --> B = µ_0 / ( 2 · π · r ) · I Quellengleichungen: Das gausssche el. Gesetz (keine Raumladung): div D = 0 Knotenregel (Kontinuität der Flussdichte): rot J = 0 Das Gesetz vom Ausschluss magnetischer Monopole: div B = 0 Das gausssche mag. Gesetz (Raumladung): div D = ρ U induziert: U_i = -dΦ / dt Hier nun die Frage, ob die auch bei Wechselspannung gelten.
Das kommt natürlich auf die Dimensionen deines Problems ein. Wenn die Dimensionen deutlich kleiner als die Wellenlänge λ=c/f sind, kannst du die Zeitveränderlichkeit guten Gewissens vernachlässigen. Wenn du nicht gerade das europäische Hochspannungsnetz betrachtest kannst du 50 Hz absolut als Gleichspannung betrachten.
Leider darf ich nichts vernachlässigen. Da es hier um eine Seminararbeit geht muss meine Gleichungen alle Komponenten beinhalten auch wenn die nur gering sind.
Fiete schrieb: > Das kommt natürlich auf die Dimensionen deines Problems ein. Wenn die > Dimensionen deutlich kleiner als die Wellenlänge λ=c/f sind, kannst du > die Zeitveränderlichkeit guten Gewissens vernachlässigen. Dann bräuchte es gemäß Deiner Expertise auch keine Roebelstäbe, denn die sind l << λ.
Dir Maxwellgleichungen sind die von mir aufgerührten oben. Meine Frage trotzdem noch wie stelle ich die um auf Wechselspannung, insbesondere das B-Feld?
Beitrag #7199693 wurde von einem Moderator gelöscht.
Die oben angeführten Maxwellgleichungen gelten allgemein, also auch für Wechselströme. Allerdings ist die oben angeführte Form sehr vereinfacht. Für Wechselströme kommt die Zeitabhängigkeit hinzu. Die Lösungen der Maxwellgleichungen erfordert die Summe der partiellen Ableitungen nach den einzelnen Richtungen nach der Zeit. Für eine Studienarbeit recht happig. Literaturempfehlung: https://www.amazon.de/gp/product/3642197418/ref=as_li_tf_il?ie=UTF8&camp=1638&creative=6742&creativeASIN=3642197418&linkCode=as2&tag=ettut-21
Melkor U. schrieb: > Da es hier um eine Seminararbeit geht muss meine Gleichungen alle > Komponenten beinhalten auch wenn die nur gering sind. Dann nimm direkt die Maxwell Gleichungen. https://de.wikipedia.org/wiki/Maxwell-Gleichungen in der differentiellen Form
Die Maxwell Gleichungen gelten immer. Wenn man nichts vernachlaessigen darf, muss man eben alles mitnehmen. Damit waere mir auch am wohlsten. Ich verbringe auch einen Teil meiner Arbeitszeit mit Feldsimulationen.
Melkor U. schrieb: > Dir Maxwellgleichungen sind die von mir aufgerührten oben. Nein. Die von Dir genannten Gleichungen sind die auf den statischen Fall vereinfachten Maxwell-Gleichungen . Es fehlen nämlich sämtliche Ableitungen nach der Zeit. > Meine Frage trotzdem noch wie stelle ich die um auf > Wechselspannung, insbesondere das B-Feld? Nicht die vereinfachte , sondern die allgemeine Form der Maxwell-Gleichungen zu verwenden wäre wohl zu simpel?
Wie würde ich denn dann das B-Feld eines 230V/16A 50HZ Leiters berechnen? Ich weis leider nicht wie ich div, rot und die Ableitungen berechnen soll.
Melkor U. schrieb: > Wie würde ich denn dann das B-Feld eines 230V/16A 50HZ Leiters > berechnen? > > Ich weis leider nicht wie ich div, rot und die Ableitungen berechnen > soll. Du solltest zuerst die Vorlesung Theoretische Elektrotechnik und die dazu gehörenden Übungen besuchen. Mathe fehlt dir wahrscheinlich auch.
Meine Studienarbeit muss leider in wenigen Tagen abgegeben werden daher die Frage jetzt. Bitte um eine Antwort für dieses eine Beispiel.
Melkor schrieb: > Meine Studienarbeit muss leider in wenigen Tagen abgegeben werden > daher > die Frage jetzt. Bitte um eine Antwort für dieses eine Beispiel. Ernsthaft? Es ist ein Problem, wenn die Grundlagen fehlen. Das vielleicht noch größere Problem sehe ich in der Herangehensweise bei der Recherche, also Wahl der Informationsquelle. Du sollst wissenschaftlich arbeiten und deine Quelle sind anynome Posts in einem Forum, wo du die Korrektheit der Antworten gar nicht einschätzen kannst? Schau mal, ob du über die Unibibliothek dieses Buch beschaffen kannst: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-662-58392-0 Vom Inhaltsverzeichnis her sollte es weiterhelfen. Ansonsten geht besser jetzt zu deinem Betreuer und besprich dein Problem, bevor es zu spät ist.
Simulant schrieb: > Ansonsten geht besser jetzt zu deinem Betreuer und besprich dein > Problem, bevor es zu spät ist. Das würde auch helfen, um herauszufinden auf welchem Niveau die Antwort gesucht ist. Das es nur um eine Studienarbeit geht kann ich mir vorstellen, daß keine große Theorie mit Maxwell'schen Gleichungen gefragt ist sondern eine einfacher Herangehensweise nach dieser Art: https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/stroeme-magnetisches-feld/grundwissen/magnetfeld-eines-geraden-leiters und dann einfach die Überlagerung der Felder von Hin- und Rückleiter entsprechend dem Abstand der beiden Leiter.
Melkor U. schrieb: > B-Feld eines 230V/16A 50HZ Leiters Hallo, vielleicht hilft zum Einstieg ins Thema dieses Video in ausländischer Sprache, bei dem allerdings die üblichen bekannten Formelzeichen verwendet werden. https://www.youtube.com/watch?v=yE2dUNFudWE mfg
Melkor U. schrieb: > Wie würde ich denn dann das B-Feld eines 230V/16A 50HZ Leiters > berechnen? > > Ich weis leider nicht wie ich div, rot und die Ableitungen berechnen > soll. Für das Magnetfeld gilt, wenn der Leiter grade ist und du außerhalb des Leiters bist:
wobei I dein Strom ist und r dein Abstand zur Mitte des Leiters.
Melkor U. schrieb: > Wie würde ich denn dann das B-Feld eines 230V/16A 50HZ Leiters > berechnen? > > Ich weis leider nicht wie ich div, rot und die Ableitungen berechnen > soll. Also Ableitung sollten bei einem Ingenieur schon sitzen, ansonsten nutzt du folgende Gleichungen div D = rho V (Gaußsches Gesetz d. Elektrostatik) div B = 0 (Gaußsches Gesetz d. Magentostatik) rot H = J + jwD (Durchflutungssatz mit Maxwellscher Ergänzung) rot E = -jwB (Faradaysches Induktionsgesetz) Da du keine konstante Kreisfrequenz w hast, kannst du entsprechend komplex rechnen was einiges vereinfacht. Wie man die Divergenzen und Rotationen auflöst: Integralsatz von Gauß, Integralsatz von Stokes sind hier probate Mittel, aber sicherlich kann man auch die PDGL "einfach" so lösen. Leider ist deine Anfrage recht generell, deshalb empfehle ich dir diese zu präzisieren. Was genau muss berechnet werden? Wie sieht die Leitergeometrie aus? Für den einfachsten Fall, ist die Antwort von Melkor >Für das Magnetfeld gilt, wenn der Leiter grade ist und du außerhalb des >Leiters bist: >|B|=I∗μ0/2∗pi∗r >wobei I dein Strom ist und r dein Abstand zur Mitte des Leiters. dann entsprechend ausreichend.
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Stimmt die Gleichung auch für Wechselspannung mit 50Hz? Ea laufen einfach zwei Leiter nebeneinander. Einer mit 230V/16A/50Hz der andere anderen x-beliebigen Leiter. Meine Aufgabe ist die induzierte Spannung im beliebigen Leiter zu berechnen. Ist die induzierte (Wirbelfeld?)spannung dann Gleichspannung?
Die Maxwellgleichungen gelten prinzipiell immer,
egal ob bei 1nHz oder 300THz
> Ist die induzierte (Wirbelfeld?)spannung dann Gleichspannung?
nein, wie kommst du darauf?
Melkor schrieb: > Stimmt die Gleichung auch für Wechselspannung mit 50Hz? Natürlich Melkor schrieb: > Meine Aufgabe ist die induzierte Spannung im beliebigen Leiter zu > berechnen. Nur die induzierte Spannung bekommst du damit. Wenn die Leiter eine hohe Spannungsänderung erfahren willst du eventuell auch die influenzierte Spannung.
Melkor schrieb: > Ea laufen einfach zwei Leiter nebeneinander. Einer mit 230V/16A/50Hz der > andere anderen x-beliebigen Leiter. Leiter oder Leitungen? Das klingt nach Wortklauberei, aber in einer (realen) Leitung sind Hin- und Rückleiter mit gegenphasigen Strömen, so dass sich deren Magnetfelder überlagern und das Gesamtfeld der Leitung entsprechend ändern.
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