Wirbelfelder.

Präsentation zum Thema: "Wirbelfelder."—  Präsentation transkript:

1 Wirbelfelder

2 Inhalt Arbeit im Wirbelfeld

3 Elektrisches Potential im konservativen Feld
Joule -1 1 Arbeit beim Verschieben der Ladung φ1=0,8 J/q φ2= -0,2 J/q Probe-ladung q Bezugs-punkt

4 „Konservative“ Felder
Ein Feld, in dem auf geschlossenen Wegen die Summe der Arbeiten Null ist, wird als „konservatives Feld“ bezeichnet In konservativen Feldern ist die Arbeit zwischen zwei Punkten vom Weg unabhängig Formale Schreibweise

5 Bewegung einer Ladung in einem nicht konservativen elektrischen Feld
Elektrische Feldstärke Geschlossener Weg Im „Wirbelfeld“ verschwindet die Arbeit auf einem geschlossenen Weg nicht: Eine Ladung, die sich im Wirbelfeld auf einem geschlossenen Weg bewegt, wird immer schneller Es gibt keine statischen Wirbelfelder: Zum Erhalt eines Wirbelfelds muss ständig elektromagnetische Energie zugeführt werden

6 Elektrische Feldstärke
Versuch Gedankenexperiment: Bau eines „Perpetuum mobile“ durch Rückführung einer geladenen Kugel im „feldfreien“ Raum „hinter den Platten“ eines Kondensators Elektrische Feldstärke Geschlossener Weg

7 Das „Streufeld“ verhindert ein Perpetuum mobile
Elektrische Feldstärke außerhalb des Kondensators Das Feld statisch geladener Platten ist konservativ: Auf einem geschlossenen Weg wird keine Arbeit gewonnen oder verloren: Die zwischen den Platten gewonnenen Energie wird benötigt, um die Ladung im Feld außerhalb der Platten, dem „Streufeld“, zum Ausgangspunkt zurückzuführen

8 Zusammenfassung In konservativen Feldern ist die Arbeit zur Verschiebung eines Körpers zwischen zwei Punkten unabhängig vom Weg Bei Verschiebung auf „geschlossenen Wegen“ ist daher die Arbeit Null Im Gegensatz dazu: Nicht konservativ sind Wirbelfelder, Sichtbar z. B. ist die nicht verschwindende Arbeit auf geschlossenem Weg an einem im Strömungswirbel eines Flusses im Kreis schwimmenden Holzstück Aber: Es gibt kein statisches Wirbelfeld, ein Wirbelfeld bedarf ständiger Energiezufuhr

9 Finis 1 Q: „Perpetuum mobile“ im Feld statisch geladener Platten ?
Feld im Kondensator „Feldfreier Raum“ Geschlossener Weg

10 Finis 2 A1: - Gibt es nicht -
Feld im Kondensator Streufeld Geschlossener Weg Im Gravitations- und elektrischen Feld ist die Arbeit auf geschlossenen Wegen Null

11 Finis 3 A2: - Gibt es doch: Im Wirbelfeld -
Ein „Wirbelfeld“ Geschlossener Weg Aber: Es gibt keine statischen Wirbelfelder, zum Erhalt eines Wirbelfelds muss ständig Energie zugeführt werden