Erzeugung eines Magnetfeldes

[rene.eichler2]

Hi
Ich habe mal ein kleines Experiment bei dem ich Hilfe brauche.

Angenommen man hätte eine Hohlkugel aus eisen die elektrisch negativ geladen ist.
In dieser Hohlkugel befindet sich eine Kugel die positiv geladen ist.
Die beiden Körper drehen sich auf der gleichen Rotationsachse aber in entgegengestezter Richtung.

Bildet sich dabei ein Magnetfeld?
Wenn ja, wie sieht das aus?
Ist es ein Dipolmagnetfeld bei dem die Pole auf der Rotationsachse liegen?

Gruß René

[Benjamin]

Hi
Bildet sich dabei ein Magnetfeld?


Ja. Bewegte Ladungen verursachen immer ein Magnetfeld!

Wenn ja, wie sieht das aus?
Ist es ein Dipolmagnetfeld bei dem die Pole auf der Rotationsachse liegen?


Um das jetzt genau zu verifizieren, müsste folgendes Integral untersucht werden:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/math/3/a/3/3a38a9ed3f45ad509852509831c9eda8.png

Ich bin gerade zu faul, mir das anzutun. Eventuell findet man es aber im Internet vorgerechnet. Es sollte nicht so schwer sein, denke ich.

Es wird ziemlich sicher, etwas sehr Dipolähnliches entstehen, und damit dem Erdmagnetfeld gleichen. Auf größere Entfernung wird es sich einem Dipolfeld annähern. Das kann man deshalb sagen, weil rotierende Punktladungen ein perfektes Dipolmagnetfeld darstellen, wie es zB. beim Spin der Fall ist, und aus großer Entfernung kann man die Kugel als punktförmig ansehen.

Und übrigens: Die von dir beschriebene Konstellation kann als eine Stromdichte beschrieben werden mit demselben Ladungsvorzeichen und demselben Drehsinn! Ob eine Kugel negativ geladen ist und sich im Uhrzeigersinn dreht, oder ob sie positiv geladen ist und sich gegen den Uhrzeigersinn dreht ist insofern egal, es ergibt sich daraus dasselbe Magnetfeld. Anders wäre es, wenn sich die Kugeln in dieselbe Richtung drehen würden und die eine positiv und die andere negativ geladen wären, dann nämlich wären die Ausrichtungen der Magnetfelder genau verkehrt herum.
Vorsicht aber: Für das E-Feld macht es sehr wohl einen Unterschied. Die von dir beschriebene Kugel kann elektrisch neutral sein, verursacht aber ein Magnetfeld. Eine Kugel, die nur positiv oder nur negativ geladen ist, kann freilich nicht elektrisch neutral sein.

[rene.eichler2]

Hi Benjamin
Danke für deine Formel
Bei Formeln schau ich leider wie ne Sau ins Uhrwerk.
Mal angenommen ich schreibe euch die Ladung den Durchmesser und die Rotationsgeschwindigkeit der Kugel und der Hohlkugel auf.
Kann mir dann Jemand ausrechnen wie stark das Magnetfeld in Tesla ist?

Wäre wirklich toll.

Gruß René

[Benjamin]

Es ist recht zeitaufwendig das zu rechnen, zumindest für mich, weil ich das selten mache und das Integral etwas trickreich ist. Ich müsste mir das selbst genauer ansehen.

Wofür brauchst du es überhaupt? Vielleicht motiviert mich das, die Zeit dafür zu investieren. ;)

[rene.eichler2]

Hi

Ich hab ne neue Theorie wie Pulsare und Magnetare aufgebaut sind und ihr
Magnetfeld erzeugen.

Wenn du Interesse hast, kannst du dir ja mal meine Hompage ansehen.

http://www.antimateriestern.de/pulsare_21428934.html
Wenn du jetzt nicht genug Zeit dafür hast, ist auch nicht so schlimm.
Ich hab Zeit, es eilt nicht.

Gruß René

[rene.eichler2]

Danke
Gruß

[rene.eichler2]

Ich habe mal noch 2 Fragen.
Eine rotierende elektrisch Ladung erzeugt ja ein Magnetfeld.
wenn sich eine positive elektrische Ladung entgegen dem Uhrzeigersinn herum dreht.
Wo ist dann der Nordpol? Oben oder unten?
http://www.homepage.eu/userdaten/0100186/001/bilder/elektrische_ladung.jpg

2. Frage
Mal angenommen wir haben eine kleine Kugel und eine große Hohlkugel.
Beide haben die gleiche Rotationsdauer und die gleiche elektrische Ladung.
Ist die Stärke des Magnetfeldes gleich hoch oder ist es bei der Hohlkugel stärker?
Die elektrische Ladung in der Hohlkugel hat ja höhere Umlaufgeschwindigkeiten, wegen höherer Umlaufbahn als bei der kleinen Kugel.

http://www.homepage.eu/userdaten/0100186/001/bilder/elekt._l.jpg

Gruß René

[JoAx]

Servus!


wenn sich eine positive elektrische Ladung entgegen dem Uhrzeigersinn herum dreht.
Wo ist dann der Nordpol? Oben oder unten?
http://www.homepage.eu/userdaten/0100186/001/bilder/elektrische_ladung.jpg

Aus http://www.joergresag.privat.t-online.de/mybkhtml/chap38.htm:
http://www.joergresag.privat.t-online.de/mybkhtml/magnndl.gif

Für deinen Fall feßt es: N - oben, S - unten.


Beide haben die gleiche Rotationsdauer


Mit anderen Worten - Winkelgeschwindigkeit.


Die elektrische Ladung in der Hohlkugel hat ja höhere Umlaufgeschwindigkeiten, wegen höherer Umlaufbahn als bei der kleinen Kugel.


Aber auch geringere Ladungsdichte. Das dürfte sich ausgleichen, schätze ich mal*.


Gruß, Johann

* - Wir bleiben mal nichtrelativistisch, denke ich.

[rene.eichler2]

Hallo JoAx

Danke für die Antwort und die Grafik.

Der Link geht leider nicht.
Hast du den richtigen nochmal für mich bitte.

Die elektrische Ladung in der Hohlkugel hat ja höhere Umlaufgeschwindigkeiten, wegen höherer Umlaufbahn als bei der kleinen Kugel.

Aber auch geringere Ladungsdichte. Das dürfte sich ausgleichen, schätze ich mal*.



Kenn´t sich da Jemand aus, ob sich das ausgleicht.
meiner Meinung nach sollte es einen Unterschied machen, ob sich eine große Hohlkugel oder eine kleine Kugel einmal um ihre Achse drehen und beide die gleiche Ladung haben.

Ich machs mal etwas genauer.
Vieleicht läßt sich das ja irgendwe berechnen. Ich kann mit Formeln leider nicht viel anfangen, sonst würde ich es selbst ausrechnen.
Die Kugel hat einen Durchmesser von 500km
Die Hohlkugel hat einen Durchmesser von 5000km
Beide sind mit 600 000 Coulomb geladen und rotieren 1 mal/Tag um ihre Achse.
Gibt es dabei einen Unterschied in der Magnetfeldstärke, zwischen Kugel und Hohlkugel?

Gruß René