Aufgabentext
Max ist ein angefressener RC-Car Fahrer (Radio Control = Ferngesteuert) und hat auf den Geburtstag sein neues Auto geschenkt bekommen. Um mit den ferngesteuerten Autos von seinen Kollegen mithalten zu können, rüstet er sein Auto mit einem Hochleistungs-Elektromotor auf. Damit sollten Geschwindigkeiten von über 50 km/h möglich sein.
Der Motor selbst erreicht eine Leerlaufdrehzahl von 31’000 U/min und bringt eine Leistung von 185 W. Er bezieht seinen Strom aus einem NIMH-Akku mit einer Spannung von 7.2 Volt.
a) Max fragt sich nun, wie stark das Magnetfeld seines neuen Motors ist. Auf der Packung steht, dass der Motor drei Anker mit je 34 Wicklungen hat. Du musst annehmen, dass der Motor eine Länge von rund 3 cm hat. Berechne nun das Magnetfeld des Motors!
b) Ist das Magnetfeld in unmittelbarer Nähe des Motors mit einem Kompass messbar? ($B_E_r_d_e=2\cdot10^-^5\mathrm{\ T}$)
An wen richtet sich diese Aufgabe? Was wird damit geübt?
In dieser Aufgabe wird die Berechnung des Magnetfeldes am Beispiel einer Spule geübt. Dazu muss lediglich die entsprechende Formel, welche im Unterricht auch behandelt wurde, bekannt sein. Zum Teil müssen noch nötige Angaben aus schon gegebenen Grössen berechnet werden.
Der zweite Teil ist dann ziemlich einfach. Man muss lediglich die beiden Magnetfelder vergleichen.
Wie würden Sie diese Aufgabe jemandem erklären, der sie nicht lösen kann?
zu a):
1. Als erstes sollte man die passende Formel zum Berechnen des Magnetfeldes einer Spule suchen und schauen, welche Angaben noch fehlen. Dies ist in erster Linie die Stromstärke.
2. Die Anzahl der Wiklungen bekommt man, indem man die Wiklungen eines Ankers mit 3 multipliziert (Es sind drei Anker!).
3. Die Länge der Spule entspricht der Länge des Motors.
4. Nun noch die Stromstärke mit der entsprechenden Formel aus der Spannung und der Leistung berechnen.
5. Nur noch in die Ausgangsformel einsetzen und fertig.
zu b):
Man muss lediglich die beiden Magnetfeldstärcken vergleichen und schauen, welches grösser ist.
erstellt durch deinonychus am 1227775700|%e %b %Y, %H:%M %Z|agohover
Wie chunnsch du druf, bi a) N/U z'rächne anstatt N/Drahtlängi, wie 's i de Formle staht?
Ei jens, aso wi d esthi sho gseit het ish da ned n fählr ide formle bi a? s ergäbnis wäri i demfall 10.3*10^4 T
ö falsch natürli 10.3*10^(-4) T
ich chum völlig öpis anders über ich han grachnet mü0*P/2Pi*r*U=B und das git 5.1 * 10^(-4) T
ja das verstahn ich au nöd, warum du durch d Spannig grechnet hesch!
Abr brucht mer nöd no d längi vo de Spuele anstatt d Längi vom Draht???
Also, natürli hend er recht gha:
Mer teilt nöd dur d'spannig sondern dur d'längi! Bin glaub scho chli müed gsi a dem abig. D'musterlösig hen i gänderet.
@ nasse_hung: Du hesch demfall recht gha mit de lösig.
Allerdings het de thömse mich grad verunsicheret! Ich hen gmeint mit de längi i de formle isch drahtlängi gmeint, und nöd d'spuelelängi. Wenn de thömse recht het, wär die ganz ufgab falsch!!! Ich gang dem also nomal nah.
D'ufgab wür i bis denn nüme löse!
@ Clausen Luan:
Ich hen kei ahnig, was du da grechnet hesch. Ich chan dini formle scho gar nöd lese!
So, ich hen das ganze nomal überdenkt:
Ich glaub de Thömse het wieder emal recht gha (Merci!), und ich hen en ziemliche Überlegigsfehler gmacht. Mer brucht tatsächlich d'Längi vo de Spuele. Ich hen d'Ufgab entsprechend apasst. Hoffentlich stimmt sie jetzt.
wie sött ichs b.) usefinde? isch das allgemeinwüsse oder chan mer das herleite? :P sorry wenns ä dummi frag isch…
glg
Gugus ähm du redsch vodä längi vom motor… sött das nöd d'längi vo dä spuälä si??
jens, no e stilistischi verbesserig: mer schriebt dänn \mu_{o} und nöd M_o ;)