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Physik » Elektrodynamik » Magnetisierung erzeugt Ströme gebundener Elektronen
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Autor
Universität/Hochschule J Magnetisierung erzeugt Ströme gebundener Elektronen
lissy1234567
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2017-11-07 12:00


Hallo,

Bei der Herleitung des Ampere-Maxwell-Gesetz (Durchflutungsgesetz) auf der MAKROSKOPISCHEN Skala bin ich auf folgenden Satz gestoßen:

Die durch die magnetischen Momente entstandene Magnetisierung erzeugt wiederum Ströme der gebundenen Elektronen.

Kann mir das jemand erklären? Ich weiß, dass mikroskopisch ein Magnetfeld ein elektrisches Feld erzeugt, aber wieso sind nur die gebundenen Elektronen betroffen?

Vielen lieben Dank,
lissy:)



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jacha2
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2017-11-08 00:44


Salut,

ohne genauere Kenntnis Deiner Fachliteratur und der Gleichungen, auf die Du Bezug nimmst (differentielle oder integrale Formulierung?)

2017-11-07 12:00 - lissy1234567 im Themenstart schreibt: ...Bei der Herleitung des Ampere-Maxwell-Gesetz (Durchflutungsgesetz) auf der MAKROSKOPISCHEN Skala bin ich auf folgenden Satz gestoßen:

Die durch die magnetischen Momente entstandene Magnetisierung erzeugt wiederum Ströme der gebundenen Elektronen.

Kann mir das jemand erklären? Ich weiß, dass mikroskopisch ein Magnetfeld ein elektrisches Feld erzeugt, aber wieso sind nur die gebundenen Elektronen betroffen?
...
referiere ich kurz den historischen Werdegang. Das von Ampère gefundene Durchflutungsgesetz <math>\displaystyle \oint _{\mathcal {S}}{\vec {H}}\cdot \mathrm{d} {\vec {s}}=I}</math> traf auf Stromkreise mit Kondensatoren, solange die Stromstärke sich änderte, nicht zu. Maxwell schloß, daß es um einen Term ergänzt werden mußte, der auch die innerhalb des Diëlektrikums (und damit einer Messung unzugänglichen) fließenden [Lade/Entlade-] Ströme berücksichtigte, damit das Linienintegral geschlossen werden konnte.Die differentielle Form des obigen Gesetzes ergänzte er daher um den Verschiebungsstrom, der den Stromkreis schloß, damit das Ampèrsche Gesetz auch für eine geschlossene Kurve galt, die durch einen Kondensator hindurchging, als <math>{\displaystyle \operatorname {rot} \,{\vec {H}}={\vec {j_{ext}}}+ \frac{\partial \vec D}{\partial t}}</math>. Da sich innerhalb eines Kondensators tunlichst keine Elektronen im Leitungsband tummeln, bleiben als dessen Träger nach heutiger Lesart nur die während eines sich ändernden Stromflusses kollektiv verschiebenden Elektronen des Valenzbandes übrig.

Du könntest spaßeshalber ausrechnen, wie die integrale Form des Ampèreschen Durchflutungsgesetzes ergänzt werden muß, um diese Maxwellsche Erweiterung zu berücksichtigen.

Adieu



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lissy1234567
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2017-11-08 09:04


Hallo,
danke für die Antwort. Allerdings glaube ich, dass ich das Meiste eigentlich auch schon wusste, nur den entscheidenen Punkt nicht verstehe :D
Also ich beziehe mich auf die differentielle Form  <math>{\displaystyle \operatorname {rot} \,{\vec {H}}={\vec {j_{ext}}}+ \frac{\partial \vec D}{\partial t}}</math>
Und ich verstehe folgendes nicht: Also wenn Strom fließt, werden in diesem Fall magnetische Dipole erzeugt. Gibt man ein externes Magnetfeld hinzu, so werden diese beeinflusst und eine Magnetisierung entsteht. Soweit so gut! Und dann kommt eben der Satz, dass diese Magnetisierung Ströme gebundener Ladungen erzeugt... Kannst du/irgendjemand vielleicht darauf bitte nochmal genauer eingehen?



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jacha2
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, eingetragen 2017-11-08 19:39


Salut,

womöglich befinde ich mich auf dem Holzweg, weil Dein Ursprungspost den Satz ...
(2017-11-08 09:04 - lissy1234567 in <a
href=viewtopic.php?topic=231995&post_id=1689783>Beitrag No. 2)...Die durch die magnetischen Momente entstandene Magnetisierung erzeugt wiederum Ströme der gebundenen Elektronen.
...enthält, der keinen aus sich heraus mit der Historie, auf den ich mich in meiner Antwort bezogen habe, verständlichen Zusammenhang aufweist, zitiert.
Womöglich - auch dies Spekulation - lag hier eines der Henne-und-Ei-Probleme vor.

Das bewog mich zu dem historischen Mini-Exkurs. Vielleicht schilderst Du das Experiment, das die unverständliche Phänomenologie aufweist, etwas genauer. Denn etwas anderes als stromführende Spulen, elektrische Ladungen tragende Kondensatoren (als Leydener Flasche zB), Elektrisiermaschinen, Permanentmagnete und Akkumulatoren dürften Maxwell nicht zu Gebote gestanden haben. Er mußte also, um die Rotation des Magnetfeldes in einem Stromkreis mit Kondensator begründen zu können, einen Stromfluß zwischen den Platten und nicht nur außen herum postulieren.

Alternativ wäre das Mikrowellenexperiment im Angebot: Das Klystron einer ordinären Küchenmikrowelle erzeugt ein elektromagnetisches Dipolfeld (~ 2,8 GHz), das wiederum auf die in der Elektronenhülle von Wassermolekülen (die in guter Näherung als Diëlektrikum durchgehen können) im Innern seines Resonators befindlichen e- so einwirkt, daß deren Polarisationsströme (dieses rätselhafte D-Feld) das Kochgut erwärmen. Es handelt sich also nicht um joulesche, sondern um durch Dipolwechselwirkung hervorgerufene Wärme. Wenn das nicht die Abwärme von Strömen "gebundener Ladungen" ist, dann weiß ich auch nicht...

Stattdessen kann man auch andere Diëlektrika verwenden, nur koppeln die nicht so effektiv. In abgeschwächter Form kann man diese Kondensatorerwärmung auch in gewöhnlichen Wechselstromkreisen beobachten, hier vermengen sie sich jedoch mit jouleschen Kondensatorverlusten.

Adieu



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lissy1234567
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2017-11-09 09:05


Okay :)
Also ein Experiment dazu gibt es nicht. Ich poste im Folgenden mal den Ausschnitt.
Mir ist gar kein Experiment dazu wichtig, sondern einfach zu verstehen, wieso gerade die Magnetisierung Ströme von ausschließlich gebundenen Ladungen (und nicht auch von freien) hervorruft und das am Besten auf ne Weise, in der es ein Nicht-Physiker versteht :D



Trotzdem schonmal danke für alles :)



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jacha2
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, eingetragen 2017-11-09 16:47


Salut,

nachdem Dir meine aus der Perspektive eines Physikers vorgetragenen Überlegungen der Feld-Materie-Wechselwirkung unter besonderer Berücksichtigung von Verschiebungsströmen in HF-Wechselstromkreisen ...
2017-11-09 09:05 - lissy1234567 in Beitrag No. 4 schreibt:
Okay smile
Also ein Experiment dazu gibt es nicht. ...
auch nicht zu goûtieren vermochte, ist nunmehr ein Link auf eine elementare experimentelle Darlegung des Zusammenhangs zwischen Magnetfeld und elektrischer Verschiebung im Angebot.

Die gedankliche Vorarbeit besteht nur darin, daß man sich klarmacht, daß es dem D-Feld egal ist, ob das es hervorrufende H-Feld von sich bewegenden Permanentmagneten oder einem raumfesten, zeitvariablen Strom herrührt. Das Ergebnis ist stets: Im Diëlektrikum wackeln die elektronischen Hüllen und die Atomkerne gegeneinander, im Gleichtakt zum Stromfluß bzw. zur Äußeren-Magnet-Bewegung.

Der weitere Schritt bestünde darin, sich klarzumachen, daß auch freie Ladungen, z.B. Leitungselektronen durch Magnetfelder bewegt werden können. Das ist bloß eine andere Abteilung, die "Elektrischen Maschinen und Antriebe".

Adieu



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lissy1234567
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.6, vom Themenstarter, eingetragen 2017-11-10 09:00


Sehr hilfreich, danke :)



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lissy1234567 hat die Antworten auf ihre/seine Frage gesehen.
lissy1234567 hat selbst das Ok-Häkchen gesetzt.
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