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Re: Feldenergie

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Stefan Ram wrote:
> 
> ram@zedat.fu-berlin.de (Stefan Ram) schrieb oder zitierte:
> >Carla Schneider <carla_schn@proton.me> schrieb oder zitierte:
> >>Wenn man zwei Magneten die von wegen Magnetkraft aneinanderkleben trennt und
> >>auf Abstand bringt, ist das aehnlich, man muss an ihnen Arbeit leisten.
> >Die Lorentz-Kraft-Formel F=q(E+vxB) gilt für eine bewegte Punktladung.
> >Wenn man sagt, daß Magnetfelder keine Arbeit verrichten, denkt man
> >in solch einem Zusammenhang. In einem nicht-homogenen Magnetfeld
> >kann ein magnetischer Dipol aber durchaus eine Kraft N(mB) [N=Nabla,
> >m=Dipolmoment, B=Magnetfeld] erfahren. Daher spricht man auch von
> >einer "magnetic potential energy".
> 
>   Nun kann man einen magnetischen Dipol nicht einfach dadurch
>   erzeugen, daß man zwei entgegengesetzt geladene magnetische
>   Monopole miteinander verbindet. 

Nichtmal wenn man welche haette...
Wuerden sich zwei magnetisch entgegengesetzt geladene Monopole 
gegenseitig ausloeschen so wie Elektron und Positron ?



>   Magnetische Dipole sind daher
>   letztendlich auf /elektrische/ Ladungen zurückzuführen, und
>   dann stellt sich die Frage, wie sich die "magnetische Arbeit"
>   mit der Lorentz-Kraft-Formel in Einklang bringen läßt.

Es gibt da nur zwei Moeglichkeiten, entweder einen Kreisstrom,
oder man nimmt existierende magnetische Dipole, da Elektronen
ein um Groessenordnungen groesseres Dipolmoment haben als 
Atomkerne, bleiben eigentlich nur die - und zwar am besten
die parallel ausrichteten in Ferromagneten.


> 
>   Zum Beispiel könnte ein Arbeiter auf einem Schrottplatz ein
>   Auto mit einem Kran anheben, der dazu einen Magneten auf das
>   ferromagnetische Dach des Autos legt.
> 
>   Nach Griffiths kann man sich das ferromagnetische Dach hier als
>   einen rotierenden geladenen Ring vorstellen. 

Vorstellen kann man sich viel, wir wissen aber dass es nicht so ist,
Ferromagnetismus kommt vom Dipolmoment der Elektronen nicht
von einem Kreisstrom und schon gar nicht von einem rotierenden Ring.
Fakt ist auch dass das Dipolmoment eines Elektrons unveraenderlich ist.


>  Dieser Ring kann
>   vom Magneten angehoben werden, wodurch sich die potentielle
>   Energie des Rings erhöht. Wer leistet diese Arbeit?
> 
>   Es scheint das Magnetfeld zu sein, aber dies /kann/ keine Arbeit
>   leisten!

Man kann mit dem Magneten auch einen Ring in dem tatsaechlich ein
Kreisstrom fliesst anheben. Bzw. zwei Ringe mit Kreisstroemen auf einer
Achse koennen sich anziehen wenn die Kreisstroeme die gleiche Richtung
haben. Woher kommt da die Arbeit ?


> 
>   Während des Beschriebenen reduziert eine elektromotorische Kraft
>   die Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Rings. Die dabei verlo-
>   rene Rotationsenergie ist genau die gewonnene potentielle Energie!
>   Das Magnetfeld leistet also selber keine Arbeit, aber es wandelt
>   Rotationsenergie in potentielle Energie.

D.h. in meinem Beispiel wuerde sich der Ringstrom durch Induktion
aendern - ist das realistisch ?
Und was ist wenn man Dauermagnete nimmt, in denen gibts keinen
Ringstrom...


> 
>   Magnetische Felder können selber keine Arbeit leisten, aber sie
>   können dabei helfen, Energie von Batterien, Motoren oder Rotoren
>   in Arbeit zu wandeln.
> 
>   Wenn ein Kran das Auto an den Magneten hochhebt, verrichtet der Kran
>   die Arbeit, während der Magnet lediglich wie ein Haken ist, an dem
>   das Auto hängt, und der ja auch beim Heben keine Arbeit leistet.

Sicher, aber wenn der Elektromagnet sich von oben dem Auto 
immer mehr naehert ist er irgendwann so nahe dass das Auto ihm entgegenkommt,
und den Spalt schliesst, fuer dieses Stueckchen kommt die Arbeit tatsaechlich
aus dem Magnetfeld.

> 
>   Mehr dazu kann man im Abschnitt "8.3 Magnetic Forces Do No Work"
>   von Griffiths (2013) lesen.

Das habe ich gefunden, aber noch nicht ganz gelesen:
https://van.physics.illinois.edu/ask/listing/17176

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Feldenergie ram@zedat.fu-berlin.de (Stefan Ram) - 2026-04-24 10:31 +0000
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