[Gucki]

Ne. Das ist mir zu heikel.

Vom Kompass wissen wir, dass unser 300mA-Differenzfeld der gestreckten Drähte so ungefähr in der gleichen Stärke wie das Erdmagnetfeld war.

Das Erdmagnetfeld kann ich sogar mit einem Reedrelais ausmessen (langsamer Spannungsanstieg - Zeit bis Kontaktschließung - das war ein Industriesensor von uns, der nach meiner Kenntnis immer noch arbeitet - zur Unterflurmagnetdetektion in einer Regalhalle - viel kleiner und billiger als das Hall-Modul eines Mitbewerbers).

Das ist also keine Großtat.

Ich streck die Leiter. Dann haben wir Sicherheit und der Aufbau sieht auch viel physikalischer aus. Wenn der Schaltkern nicht hinhaut, nehmen wir was anderes.

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Gestreckte Leiter kommen auch gut im Paper. Dann kann man zuerst das Kompass-Experiment mit den gestreckten Kabeln zeigen. Und dann die elektronische Entsprechung ebenso mit gestreckten Kabeln.

Ich werde die beiden Kabel aber innerhalb des Kerns verschrumpfen, damit sie möglichst eng parallel verlaufen.

[Gucki]

Und für den dicken Draht nehm ich aber so richtig dicken Draht. Also Stangen. So ein Ringkern hat ein ziemlich großes Loch.

Sowas ist auch im Keller. Da kommt das aus der Wand. Gute Kupfer-Stangenware. Überall mit lustigen Blitzen beklebt. Da sind drei. Ich brauch ja nur eine Stange.

[E_Tobi]

(06.11.2024, 03:17 PM)Gucki schrieb: Der ohmsche Anteil (16 Ohm) liegt in Reihe mit der bifilar-Wicklung. Der muss nicht raus. Dadurch konnte ich einen diskreten Widerstand einsparen. Die Sekundärwicklung ist nur magnetisch gekoppelt und kann den Ohmschen Widerstand der Primärwicklung nicht sehen.

Ok, dann hab ich noch nicht geschnallt wie gemessen wird
Ich versuchs nochmal nachzuvollziehen...und hoffe einfach dass keine kritischen Rückfragen kommen, wenn ich in zwanzig Jahren mit euren Urnen in Stockholm an der Hotelbar saufe. Wenn doch schiebe ich es einfach auf den Whisky.
(Edit: jetzt...die zweite Wicklung ist noch drauf. Ich dachte die wäre runtergeflogen. Alles klar, dann ist der ohmsche Widerstand natürlich egal.)

[Gucki]

(07.11.2024, 07:59 PM)E_Tobi schrieb: ...wenn ich in zwanzig Jahren mit euren Urnen in Stockholm an der Hotelbar saufe.

1. Whiskey in Alfschs Urne. Bier in meine. Nicht verwechseln!
2. Dann Deckel drauf und gut durchschütteln. Dann wieder Deckel ab, damit der Druck entweichen kann. Aus Alfschs Gefäß kommt Bayerisches Gepöbel. Und aus meinem lautstarke Shanties.
3. Stell die Dinger in der Nacht auf ein Handtuch. Kann sein, dass da was raussickert.
4. Und am nächsten morgen sind wir schlecht gelaunt. Dann besser wieder Deckel drauf.
5. Und pass auf, dass das Zimmermädchen uns nicht wegkippt und ausspült.
6. Und komm nicht auf die Idee, an Alfschs Urne zu rubbeln, weil Du Dir Freiwünsche erhoffst. Der hört neuerdings so komische Musik. Man weiß nicht, was Du da auslöst.

Schreibs Dir auf! 

[Gucki]

Ich hab dann doch alle drei Stangen ausgebaut. Sonderbarerweise ist das Haus nun dunkel.


Ich nehm die drei Cu-Rundstangen im 120°-Winkel. In der Mitte zwischen ihnen verläuft unser straffer Dünndraht. Das Gebilde hat drei Anschlüsse.

Per Sensor kann ich beide entgegengesetzten Magnetfelder zur Kontrolle vorab auf Betragsähnlichkeit prüfen. Also Gewicht des Schiffs mit und ohne Kapitänsgewicht.

Und danach kann ich auf Differenzbetrieb umschalten, um das Kapitänsgewicht zu erhalten.

Als Sensor kann ich erstmal wieder den Kompass nehmen. Die Rundstangen werden in N-S ausgerichtet bevor bestromt wird.

So langsam kristallisiert sich eine Methode heraus.

[Gucki]

(07.11.2024, 04:08 PM)alfsch schrieb: Hmmm....also für AC -> "Trafo" : zählt die Windung = einmal drumrum. Etwas grösser oder kleiner ist egal.

Im ersten Moment hatte ich Dir zugestimmt. Aber das kann nicht stimmen.

Ein stromdurchflossener Ring mit mehr Fläche macht mehr Magnetfeld. Egal ob AC oder DC.

[alfsch]

(08.11.2024, 08:37 AM)Gucki schrieb:

(07.11.2024, 04:08 PM)alfsch schrieb: Hmmm....also für AC -> "Trafo" : zählt die Windung = einmal drumrum. Etwas grösser oder kleiner ist egal.

Im ersten Moment hatte ich Dir zugestimmt. Aber das kann nicht stimmen.

Ein stromdurchflossener Ring mit mehr Fläche macht mehr Magnetfeld. Egal ob AC oder DC.

Doch...und Jein !  -> Ich hatte hatte ja "für AC -> "Trafo" "  geschrieben;  und da ist es wohl richtig so, denn es zählt am Ende das Ü , 
das Verhältnis der Umdrehungen . 

Wie effizient oder mit wie viel Streuung das baust, hängt von weiteren Faktoren ab: Drahtstärke, Aufbau (HF-Litze..?) , "Luft" um den Kern -> der Querschnitt der einzelnen Windung (- da hast du vollkommen Recht ! ).

Wenn du es also nicht nur als Trafo betrachtest, sondern zB als Speicherdrossel oder sowas, kommt das DC bzw Feld-Verhalten dazu;
also alles vom Draht bis zur mechanischen Anordnung....

Denke, da sind wir uns ganz einig.

[Gucki]

Das Übersetzungsverhältnis ist gleich. Aber man braucht bei einem größeren Blech weniger Windungen.

Naja.. wie auch immer... ich hab Probleme....

Dicker (3 Cu-Stangen) und dünner Leiter parallel verlegt - aber isoliert. Kompass drunter:

   

Leiter nach Norden ausgerichtet. Kein Strom:

   

300 mA durch den dicken Leiter:

   

300 mA  durch den dünnen Leiter (in gleicher Richtung):

   

Nun die beiden Leiter an einer Seite verbunden und gegensinnigen Strom reingeschickt:

   


Wir sehen nichts! Kein Einstein weit und breit. Kein Stockholm. 

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Nächster Schritt.

Ich fummele den dünnen Draht wieder raus und verlege ihn im 90° Winkel. Also Wiederholung des alten Kompass-Versuchs.

[Gucki]

Tja... 

....beim alten Kompass-Versuch hatte ich ja nicht erst den einen und dann den anderen Draht erprobt sondern gleich beide. Ich Genie war mir ganz sicher, dass die Magnetfelder gegensinnig sind. War aber leider nicht der Fall. Beide Drähte bewirkten die gleiche Auslenkung und addierten sich. Was ich allerdings immer noch nicht verstehe.

So... das waren die schlechten Nachrichten.

Nun kommen die guten. Einstein ist idiotensicher. Und mein Kompass hat ein eingebautes Mikroskop:

   

   

Beide zusammen haben mir vielleicht den Arsch gerettet.....

[Gucki]

*Nagende Selbstzweifel*

Ich kann noch nicht ausschließen, dass nur die leicht unterschiedlichen Abstände der Drähte vom Kompass den Unterschied ausmachen.....

[Gucki]

Jetzt hab ich endlich begriffen, was ich beim alten Kompassversuch falsch gemacht hab. Beide Felder zeigen gegen den Uhrzeigersinn, drehen die Nadel also nach links.

Eieieiei.... 

Jungs, ich mach mir Sorgen um die Einstein-Uhr.

Wir sollten schon mal langsam nen Plan B ausarbeiten.

[alfsch]

[Gucki]

Ich bau wieder alles in einen Strang und schieb den Sättigungskern drüber. Der ist nicht so gegen Abstandsänderungen empfindlich. Ich glaub aber nicht, dass derart winzige Magnetfelder erkannt werden können.

[Gucki]

Der Schaltkern kann noch mit 20mA voll durchgesteuert werden.

   

Aber im Differenzbetrieb mit stolzen 300mA braucht es schon viel Fantasie, um da einen Messwert oberhalb des Driftens des Kernes zu erkennen.

Es sieht noch nicht gut aus. Ich werde morgen viele DC-Windungen auftüddeln. Ich seh keine andere Chance, die Empfindlichkeit zu steigern.

[alfsch]

Frage: was is die gelbe Linie (vom DSO ...) ?

+
Ich wollte ja nix sagen von wegen Lorentzfaktor -> e/c-Geschwindigkeit .

Nu aber doch : also so unter 20% c passiert ja eher wenig... 
aber bewegen sich Elektronen bei realistischen Stromdichten nicht Schnecken-langsam ? 

zb :
Bei einem Kupferdraht , der einen Strom von 10 Ampere führt (typisch für die Hausverkabelung), bewegen sich die einzelnen Elektronen nur etwa nur etwa 0,02 cm pro Sekunde .

Auch wenn die Stromdichte x 100 höher setzt (Explosions-Grenze vom Leiter) sind 0,02 m/s doch eher weit von 0,000x % c entfernt.
Oder sehe ich das völlig falsch ? 

[Gucki]

Gelb ist parallel zum Schaltkern. Symmetrisch ohne DC-Magnetfeld. Sonst unsymmetrisch. Blau unterdrückt nur negativen Anteil von gelb und wird als PWM zur Anzeige gebracht.

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Der Elektromagnetismus ist - laut Einsteins SRT - Folge dieser winzigen Driftgeschwindigkeiten. Hab ich schon gefühlte 1000-Mal erklärt und zum Beispiel auch das Video von "Mathpunk" verlinkt.

LINK: Die Lorentzkraft als Folge relativistischer Längenkontraktion - YouTube

Die elektrischen Ladungen im Leiter sind so stark und es gibt so unfassbar viele davon, dass schon winzige Geschwindigkeiten gewaltige Magnetfelder bewirken.

Hier das entsprechende Video von Derek:

LINK: How Special Relativity Makes Magnets Work

Ich hab die Theorie nicht erfunden. Ich versuche sie nur nutzbringend zu verwenden.



Aber Du hast recht. Es ist Zeit zum Rechnen. Wie wirkt sich eine Verdopplung der Driftgeschwindigkeit auf die Lorentzkraft aus?

[Gucki]

Wenn der Strom in zwei Leitern entgegengesetzt verläuft, dann stoßen sich die Leiter ab. Es ist in doppelter Hinsicht spannend, was "mathepunk" dazu sagt:

Zitat:Lieber Alex K.,
Herzlichen Dank für Ihre nette Rückmeldung.  Ich hatte eigentlich ursprünglich ein  5-Minuten-Video  geplant.  Am Schluss wurde es dann mehr als doppelt so lang.  Meine Videos sind eher anspruchsvoll und, ehrlich gesagt, nicht super professionell.  Wenn ich ein Video mit mehr als  5min  Zeitdauer mache, so wird es kaum angeklickt, was wenig Spass macht.  Ursprünglich wollte ich es für beliebige Geschwindigkeiten, resp. Stromstärken in beide Richtungen machen, musste dann jedoch einsehen, dass dies viel zu lang und anspruchsvoll würde.  Ich habe es dann vereinfacht auf eine Geschwindigkeit in dieselbe Richtung.  Wenn die Geschwindigkeit gleich bleibt, aber in Gegenrichtung, so lässt sich dies jedoch relativ leicht  „verallgemeinern“.
Dazu stellen Sie sich bitte folgendes vor:
Wir haben wieder das  „Drahtmodell“  unten und oben, dargestellt durch je zwei Ladungsketten – Minusladungen für Leitungselektronen und ebenso viele gleich grosse Plusladungen für Atomrümpfe.  Wir betrachten die Kraftwirkung auf die Ladungsketten im oberen Draht.  Die Gesamtkraft auf beide Ladungsketten (plus und minus) entspricht der Kraft auf diesen (oberen) Draht.  Ist eine der Ladungsketten im unteren Draht in Bezug zu einer oberen Ladungskette in Bewegung, so erscheint sie der oberen Ladungskette verkürzt und der untere Draht erscheint ihr (der oberen Ladungskette) als geladen.  Eine Ladungskette unten, welche sich relativ zu einer oberen Ladungskette bewegt, übt auf letztere eine Kraft aus, die im Betrag um  kv^2  grösser ist als wenn sie in Ruhe wäre.  Dass diese  „zusätzliche“  elektrostatische Kraft proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit ist, wird im Video gezeigt.  Wir bezeichnen hier eine  „zusätzliche“, d.h.  die durch Bewegung erzeugte Kraft mit  +kv^2  wenn sie anziehend ist und als  -kv^2,  wenn sie abstossend ist.  Am besten zeichnen Sie nun das  „Drahtmodell“,  um die nachfolgenden Überlegungen nachzuvollziehen.  Zuerst betrachten wir parallele, d.h. gleich gerichtete Ströme.  Wir betrachten wie gesagt die  „Zusatzkräfte“  auf den oberen Draht.
1.  +oben/+unten:  Relativgeschw. = 0.  Somit Zusatzkraft = 0  (keine)
2.  +oben/–unten:  Relativgeschw. = v.  Somit Zusatzkraft = +kv^2  (anziehend)
3.  –oben/+unten:  Relativgeschw. = v.  Somit Zusatzkraft = +kv^2  (anziehend)
4.  –oben/–unten:  Relativgeschw. = 0.  Somit Zusatzkraft = 0  (keine)
Die resultierende Kraft auf den Draht ist dann  +2kv^2, also anziehend.  (Hier gibt es ausschliesslich anziehende Zusatzkräfte)  Die ruhende positive Ladungskette im oberen Draht wird also durch die bewegte negative Ladungskette im unteren Draht zusätzlich angezogen und die bewegte negative Ladungskette im oberen –Draht wird durch die ruhende positive Ladungskette im unteren Draht zusätzlich angezogen.  Im Video wird dies einfach so berücksichtig, dass gesagt wird, dass auf die positiven und negativen Ladungen eine gleiche zusätzliche anziehende Kraft wirkt.  An dieser Stelle wird im Video eine  2  im Nenner der Formel für die elektrische Feldstärke im  „Zylinderfeld“  gekürzt.  Das ist dort eigentlich nicht besonders gut erklärt.  Daher womöglich ihre Frage.
Übrigens bin ich eigentlich schon im Video davon ausgegangen, dass das erste Einsteinsche Postulat, wonach es kein bevorzugtes Bezugssystem gibt, bekannt sei.
Nun gehen wir über zu  „antiparallelen“  Strömen, d.h. Strömen in Gegenrichtung.  Dort gilt
1.  +oben/+unten:  Relativgeschw. = 0.  Somit Zusatzkraft = 0  (keine)
2.  +oben/–unten:  Relativgeschw. = v.  Somit Zusatzkraft = +kv^2  (anziehend)
3.  –oben/+unten:  Relativgeschw. = v.  Somit Zusatzkraft = +kv^2  (anziehend)
4.  –oben/–unten:  Relativgeschw. = 0.  Somit Zusatzkraft = -k(2v)^2 = -4kv^2  (abstossend)
Am Schluss gibt das dann eine resultierende Kraft auf den Draht von  -2kv^2.  Es ergibt sich somit eine Kraft, die im Betrag gleich ist wie vorher, aber diesmal ist sie abstossend.  Wenn ihnen das immer noch nicht genügt, geht dies wohl über den Rahmen eines Videos hinaus.  Ich würde dann nach einem entsprechenden Lehrtext suchen, z.B.

http://physik.uni-graz.at/~uxh/diploma/kaufmann11.pdf

Übrigens lässt sich die Lorentzkraft anstatt mit Längenkontraktion auch mit Zeitdilatation erklären.  Dazu muss man jedoch das Teilchen-Austauschmodell für Kräfte kennen.  Das ist diese Geschichte mit Photonen, Gluonen, Gravitonen, Z- und Higgs-Boson.  Darum gefällt mir die Methode mit der Längenkontraktion besser.

1. Er berechnet also eine abstoßende Coulomb-Kraft....hmmmmm
2. Und er berechnet, dass die Kraft zwischen zwei Drähten proportional v² ist. 

Dich bewegt der 1. Punkt.
Und mich bewegt der 2. Punkt. Warum sehen wir keine "v"-Abhängigkeit?

[Gucki]

Ich fass nochmal unsere Idee zusammen:

1. Der Strom I = Q/t in zwei in Serie geschalteten Leitern unterschiedlicher Dicke ist gleich.

2. Die Geschwindigkeit der Ladungsträger ist dagegen ungleich.

3. Alle sagen (Einstein, mathepunk, Derek,...), dass das Magnetfeld NUR von der geschwindigkeitsabhängigen Längenkontraktion bestimmt wird. Zwar ist die Abweichung des Lorentzfaktors von "1" winzig. Die Winzigkeit stört uns aber nicht, denn es reicht ja offensichtlich aus, um Lorentzkraft zu erzeugen. Wichtig ist, dass der Lorentzfaktor nur von v bestimmt wird: gamma = 1 / sqrt(1 - v² / c²). 

4. Wir sollten also in jedem Fall eine direkte Abhängigkeit von "v" messen können, denn NUR darauf basiert Elektromagnetismus.

Zumindest hab ichs bisher so verstanden.

[Gucki]

Alles wäre erklärlich, wenn die Geschwindigkeit  in unterschiedlich dicken Leitern NICHT unterschiedlich ist. Vielleicht dachte ich zu sehr an Wasserschläuche unterschiedlichen Durchmessers....

Vielleicht führt die Verengung nur zu einer Verdichtung der bewegten Ladungsträger.

[Gucki]

Gut. Die Kröte hab ich geschluckt.

Ändert aber nichts. Dann machen wir halt aus der Not eine Tugend.



Ich spanne zwei gleich dicke Drähte orthogonal und messe das Differenzfeld, was dem Unterschied der Längenkontraktion entspricht, unter der wir alle stehen.

Denn wenn sich die Erdkugel mit einem Geschwindigkeitsvektor durch den Weltraum bewegt, dann wird der eine Draht gestaucht. Und der andere nicht. Dieser erheblichen Grundgeschwindigkeit ist dann noch die kleine Erdrotationsgeschwindigkeit überlagert, so dass wir eichen können.

"Einstein-Uhr" bleibt sie trotzdem, weil Ladung und Zeit für beide unterschiedliche gestauchten Drähte gleich bleibt

Ich nehm zwei dicke Stangen, weil deren Dicke konstanter ist als von dünnen Drähten. Vielleicht nehm ich auch Messing-Stangen. Und dann kann ich auch ordentlich Strom durchnageln. 20A oder so. Reihenschaltung bleibt natürlich bestehen.

Aufwickeln verbietet sich, weil sich dann alles kompensiert. Und ich muss das Leiterkreuz zum Nordpol ausrichten und alle drei Stunden messen.

Wir kriegen die Kuh vom Eis. Tot oder lebendig...