• Keine Ergebnisse gefunden

Ubungen zur Klassischen Experimentalphysik II SS 2017 ¨

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Aktie "Ubungen zur Klassischen Experimentalphysik II SS 2017 ¨"

Copied!
1
0
0

Wird geladen.... (Jetzt Volltext ansehen)

Volltext

(1)

Alexey Ustinov, Hannes Rotzinger Karlsruher Institut f¨ur Technologie (KIT)

Ubungen zur Klassischen Experimentalphysik II SS 2017 ¨

Ubungsblatt 7 ¨ · Besprechung am 14. Juni 2017

http://www.phi.kit.edu/phys2.php

Aufgabe 22: Magnetismus (2 Punkte)

Erkl¨aren Sie die Begriffe Hysterese (mit Zeichnung), Koezitivit¨at, S¨attigung und Remanenz.

Was stellt die Fl¨ache unter der Hysteresekurve dar?

Aufgabe 23: Topfmagnet (3 Punkte)

Welcher Strom muss durch die Spule eines Topfmagneten (siehe Skizze) fließen, damit ein Auto der Masse m = 1000 kg angehoben werden kann?

Die Spule hat 25 Windungen. Die Magnetisierung im Ma- terial ist nicht ges¨attigt, so dass mit einer relativen Per- meabilit¨at von µr= 1000 gerechnet werden kann.

Hinweis: ¨Uberlegen Sie sich die Energie, die im Feld des Magneten steckt und berechnen Sie den Strom f¨ur µl

r d.

Aufgabe 24: magnetisierte Hohlkugel (3 Punkte)

Auf einer permanent magnetisierten Hohlkugel (ri < ra, ra–ri = d) ist auf der inneren Ober- fl¨ache die Polst¨arke +Qm(Nordpol) und auf der ¨außeren Oberfl¨ache die Polst¨arke−Qm(S¨udpol) gleichm¨aßig verteilt.

(a) Berechnen Sie die magnetische Feldst¨arkeH~ als Funktion des Abstandesrzum Mittelpunkt der Kugel. Skizzieren Sie H(r) f¨~ ur 0< r <∞.

(b) Wie sieht die mag. Induktion B(r) und die Magnetisierung M~(r) f¨ur 0< r <∞ aus?

(c) Wie groß ist die magnetische Feldenergie der Hohlkugel?

Aufgabe 25: Drehmoment (2 Punkte)

Eine stromdurchflossene quadratische Drahtspule der Kantenl¨ange befindet sich in einem ho- mogenen Magnetfeld B. Der Winkel~ α soll so gew¨ahlt werden, daß f¨ur α = 90o, B~ auf der Fl¨ache der Drahtspule senkrecht steht.

(a) Bestimmen Sie die Kraft Fi, die auf jeweils ein Drahtst¨uck in den vier Spulenabschnitten (i = 1 bis 4) wirkt.

(b) Welches Drehmoment M~ (vom Spulenmittelpunkt aus) wirkt auf die Spule als Funktion von α ?

(c) ?(+1Punkt) Wie l¨asst sich das Drehmoment ¨uber das magnetische Moment m~ der Spule ausdr¨ucken?

Referenzen

ÄHNLICHE DOKUMENTE

Hysteresis (grich. = das Zur¨ uckbleiben) Der Zusammenhang zwischen der magnetischen Fluß- dichte B und der magnetischen Feldst¨ arke H beim Ummagnetisieren von magnetischen Stoffen

Um die Phasenlage korrekt zu ber¨ ucksichtigen, beachten wir, dass die Fl¨ achennormale bei t = 0 in z−Richtung zeigt und schreiben ϕ = ωt. Damit ist der magnetische Fluss φ =

(a) [1 P] Stellen Sie eine Formel f¨ ur den komplexen Leitwert einer Serienschaltung aus einer Induktivit¨at und einem ohmschen Widerstand auf.. (b) [3 P] Zeigen Sie: Die Punkte Y

(c) Welche spezifische Ladung q/m m¨ ußen zwei Massen mit der Masse m 1 und m 2 m besitzen damit beide Kr¨ afte sich das Gleichgewicht halten?. (d) Welche Ladung m¨ usste die Erde (m

Berechnen Sie hierf¨ ur das elektrische Feld mi Zwischenraum mittels dem Gaußschen Satz im Grenzwert L r 2 und bestimmen Sie hieraus das zugeh¨ orige Potential bzw. Sobald

Hinweis: ¨ Uberlegen Sie sich anhand der Zeichnung zun¨ achst, welche Gr¨ oßen aus Symmetrie- gr¨ unden in welchen Bereichen des W¨ urfels gleich sein m¨ ussen. Aufgabe

Neben einem geraden Leiter von vernachl¨ assigbarem Durchmesser und unendlicher L¨ ange liegt im Abstand a eine rechteckige Leiterschleife mit L¨ ange d und Breite b?. Im Leiter

(a) Die reale Spule l¨ asst sich als Serienschaltung einer reinen Induktivit¨ at und eines rein ohm- schen Widerstandes modellieren.. Zeichnen Sie das Ersatzschaltbild und stellen