Faradayscher Kreisel

delta.m schrieb:Gerade bei Deinem Beispiel verrichtet er aber doch Arbeit:
Er hebt die Büroklammern (sagen wir mal) 5 cm in die Höhe.

Du kennst das Prinzip der potentiellen Energie? Das ist die Energie, die Du zuführen mußt, um einen Stein zehn Meter hoch heben zu können, damit er dann beim Runterfallen Energie freisetzen kann (was Du dann für die Erdanziehung "Arbeit verrichten" nennen würdest). Wenn der Stein schon vorher in Entfernung von der Erdoberfläche war, dann steckt eben diese "potentielle Energie" in ihm bereits drin. Selbst wenn der Stein seit fünf Milliarden Jahren durchs Weltall treibt, zufällig in Erdnähe gelangt und nun auf diese drauffällt. Die Arbeit, die verrichtet wird, ist Energie, die schon im System steckt (im Ernstfall seit Urknall). Auch wenn Elektronen ihre "Umlaufbahn" um den Atomkern verändern, geht es um echte Energie. Springt das Elektron auf einen niederen Orbit, gibt es Energie ab, um auf einen höheren Orbit zu gelangen, muß es Energie aufnehmen. Die Energierechnung wird auf Heller und Pfennig bezahlt.

Oder würde der Mond sich der Erde nähern, würde das Erde-Mond-System sich schneller um seinen gemeinsamen Masseschwerpunkt drehen. Aber der Drehmoment bliebe gleich. Wenn Du die Sachen einzeln, separat betrachtest, dann kannst Du vielleicht sagen, daß da Gravitation oder Magnetismus Arbeit verrichtet hätte. Aber eben nicht in dem Sinne, daß Gravitation oder Magnetismus Energie abgibt. Die kommt von woanders her (und dieses "anders" verrichtet dann diese Arbeit).

Tatsache ist, daß die Büroklammern nur deswegen an den Magneten springen, weil sich der Magnet den Büroklammern nähert (oder diese sich ihm). Wäre der Magnet schon immer in dieser Entfernung zu den Büroklammern gewesen, sie wären schon immer an ihm dran. An ihn ranspringen können sie nur, wenn die Distanz nicht schon immer so gering war. Und auch der Mond nähert sich nicht ohne Grund mal eben der Erde, wie in meinem Beispiel, Dazu muß schon was passieren, dafür muß Energie aufgewendet, Arbeit verrichtet werden. Damit die erde Arbeit am Mond verrichten kann oder der Magnet Arbeit an den Büroklammern, muuß erst einmal Arbeit geleistet, Energie aufgebracht werden.

OK, nu hat Lupo auch schon was dazu geschrieben, vom Potential gesprochen, aber ich schick meinen Beitrag dennoch ab.

@Lupo54

Lupo54 schrieb:Physikalisch gesehen ist das tatsächlich Arbeit. Kraft und Weg lassen sich definieren.

Schön, dann sind wir da einer Meinung :)

Lupo54 schrieb:Aber da wird nur ein Potential abgearbeitet und im vorliegenden Fall ist nach einer begrenzten Anzahl von Büroklammern und deren Hebung um 5 cm Schluß für immer. Für die Wiederholung müssen die Büroklammmern entfernt werden oder wenn sie hängen bleiben, muß die ganze Vorrichtung angehoben werden.

Auch das stimmt.
Trotzdem hat der Magnet bis dahin eine gewisse "Menge" Arbeit verrichtet und damit damit diese Aussage

perttivalkonen schrieb:Er verrichtet aber auch keine Arbeit.
...

widerlegt.

Lupo54 schrieb:Und selbst wenn es möglich wäre, einem Permanentmagneten dauerhaft arbeiten zu lassen (was ich bezweifle), so wäre er nach einiger Zeit entmagnetisiert.

Dieses Gerücht hält sich hartnäckig.
Neodym-Magnete z.B. verlieren ihren Magnetismus nur durch
Hitze,
sehr starke Erschütterungen
oder durch andere starke Magnetfelder.

@delta.m:

delta.m schrieb:Neodym-Magnete z.B. verlieren ihren Magnetismus nur durch Hitze, sehr starke Erschütterungen oder durch andere starke Magnetfelder.

Eine Variante fehlt noch: Man kann auch sehr lange warten. ;) Der magnetisierte Zustand eines Materials ist nicht der energieärmste Zustand, und deshalb nur metastabil. Im Laufe der Zeit nähert sich das Material durch interne Fluktuationen dem energieärmsten unmagnetisierten Zustand an. Das kann aber ohne weiteres Jahrhunderte dauern.

@perttivalkonen

Du holst hier reichlich weitaus mit Deinen Erklärungen ;)
Aber lange Rede, kurzer Sinn: Du bist also der Meinung, ein (Permanent-)Magnet kann in keinem Fall Arbeit verrichten?

perttivalkonen schrieb:Damit die erde Arbeit am Mond verrichten kann oder der Magnet Arbeit an den Büroklammern, muuß erst einmal Arbeit geleistet, Energie aufgebracht werden.

Das ist wohl bei allen "Arbeitsgeräten" der Fall.
Ein Motor z.B. muß auch erst zusammengebaut werden (kostet Energie und Arbeit) bevor er selber Arbeit verrichtet.

delta.m schrieb:Trotzdem hat der Magnet bis dahin eine gewisse "Menge" Arbeit verrichtet und damit damit diese Aussage

perttivalkonen schrieb:
Er verrichtet aber auch keine Arbeit.
...

widerlegt.

Nochmals, und diesmal mit Lupos Worten.

Physikalisch gesehen ist das tatsächlich Arbeit.

Ja, Arbeit wird geleistet, hab ich nicht bestritten. Aber von wem?

da wird nur ein Potential abgearbeitet

Nimmt also der Magnet das Potential aus den Büroklammern und verwendet dieses als Energie, um dann Arbeit zu verrichten?

Oder verrichten hier womöglich gar die Büroklammern Arbeit - mithilfe ihres eigenen Potentials? So bewegt sich denn auch der Magnet ein winziges, für die Augen wohl unmerkliches Stück auf die Büroklammern zu, auch er arbeitet sein Potential ab. So wie, wenn der Mond sich der Erde nähern würde, sich ebenso die Erde dem Mond nähern müßte. Und beide mit ihrem Potential, mit ihrer potentiellen Energie, welche sie abgeben wie die Elektronen beim Wechsel in den niederen Orbit.

Was Du nicht sagen kannst, der Magnet verrichtet Arbeit, sodaß die Büroklammern da ein paar Zentimeter hochspringen.

delta.m schrieb:Aber lange Rede, kurzer Sinn: Du bist also der Meinung, ein (Permanent-)Magnet kann in keinem Fall Arbeit verrichten?

Ach, Arbeit verrichten kann so vieles. Selbst ich könnte es, jedenfalls in einem sehr theoretischen Sinne ;)

Aber die Arbeit, die verrichtet wird, daß die Büroklammern zum Magneten hochhüpfen, die wird nicht vom Magneten verrichtet.

@uatu

uatu schrieb:Eine Variante fehlt noch: Man kann auch sehr lange warten.

Danke für den Tipp.

Ach, zufällig bin ich noch über einen Link gestolpert:

https://www.konstantin-kirsch.de/2017/03/rosch-kraftwerk-verbraucht-beryllium-magnete.html

Ist zwar hier leicht OT, aber dennoch lustig ... :)

Also ich möchte aus einem Permanentmagneten keine Arbeit holen, keine Ahnung wie jemand da drauf gekommen ist.
Ich habe den Faradayschen Kreisel ein wenig umgebaut um Material zu sparen und jetzt sieht er so aus:

@FaradKreisel
leider wird der Brückengleichrichter weniger Energie liefern als der Motor verbraucht
irgendwann hört das Ding auf sich zu drehen

Ende der Geschichte

@FaradKreisel:

FaradKreisel schrieb:Also ich möchte aus einem Permanentmagneten keine Arbeit holen

Das Erdmagnetfeld ist im hier relevanten Sinne äquivalent zum Magnetfeld eines Permanentmagneten. Dein Apparat kann nicht unterscheiden, ob er sich im Wirkungsbereich des Erdmagnetfelds befindet, oder ob er sich z.B. irgendwo im freien Weltraum im Wirkungsbereich eines gleichstarken Permanentmagnet-Magnetfelds befindet. In beiden Fällen handelt es sich um konservative Kraftfelder, aus denen keine kontinuierliche Energiegewinnung möglich ist.

FaradKreisel schrieb:... die verwirbelten Erdmagnetfelder ...

Solange Du an der Fantasievorstellung von "verwirbelten" Magnetfeldern festhältst, wirst Du die realen Zusammenhänge nicht verstehen. Es ist zwar möglich, Magnetfeldwirbel zu erzeugen, aber nur zusätzlich überlagert zu einem ggf. bestehenden statischen Magnetfeld. Das bestehende Magnetfeld wird dabei nicht "verwirbelt", und liefert auch keine Energie für die zusätzlich erzeugten Magnetfelder. Wie ich bereits vor einigen Tagen schrieb: Das Verhalten von Magnetfeldern ist sehr genau bekannt, und kann sehr genau berechnet werden. Dieses Wissen ist millionenfach in der Praxis bestätigt. Es gibt beim Magnetismus schon sehr lange keine Geheimnisse mehr, auf deren Basis man vielleicht doch irgendwie einen funktionierenden "Magnetmotor" (egal ob auf der Basis von Permanentmagneten oder auf Basis des Erdmagnetfelds) konstruieren könnte.

@FaradKreisel: Der Begriff "Faradayscher Motor" ist bereits für diesen, von Michael Faraday selbst konstruierten ersten Elektromotor überhaupt belegt: Faraday Motor.

uatu schrieb:Es gibt beim Magnetismus schon sehr lange keine Geheimnisse mehr, auf deren Basis man vielleicht doch irgendwie einen funktionierenden "Magnetmotor" (egal ob auf der Basis von Permanentmagneten oder auf Basis des Erdmagnetfelds) konstruieren könnte.

Stimmt schon. Trotzdem wird es immer wieder versucht. Hat was, was jenseits aller Vernunft ist.
FahradKreisel haben wir ja wohl auch nicht überzeugt.

Lupo54 schrieb:FahradKreisel haben wir ja wohl auch nicht überzeugt.

Hast Du das ernsthaft erwartet?

skagerak schrieb:Hast Du das ernsthaft erwartet?

Eigentlich schon. Wenn ich was behaupte/was plane und jemand sagt mir "ist falsch" oder "geht nicht", dann sehe ich mir zumindestens die Argumente an und wenn die - wie im vorigen Fall - überzeugend sind, dann habe ich was gelernt und das wars.
Hier geht es schließlich um Physik. Naturgesetze sind keine Glaubenssache und nicht verhandelbar.

@Lupo54
Nun ja, ich war von Anfang an skeptisch was die Belehrung angeht. Dunning-Kruger’s haben sich noch nie überzeugen lassen, zumindest ist mir kein Fall bekannt.
Aber will auch nicht zu voreingenommen sein, kann ja noch werden ;-)

Lupo54 schrieb:uatu schrieb:
Es gibt beim Magnetismus schon sehr lange keine Geheimnisse mehr, auf deren Basis man vielleicht doch irgendwie einen funktionierenden "Magnetmotor" (egal ob auf der Basis von Permanentmagneten oder auf Basis des Erdmagnetfelds) konstruieren könnte.

sorry, aber das ist totaler quatsch !
Die Wahrheit ist dass man bis heute NICHT weiss wie Magnetismus genau funktioniert !
Und man weiss auch nicht wie die Anziehungskraft genau funktioniert (jaja, gleich schreibt ihr alle was krümung oder Gravitationswellen aus dem letzten eck im universum)
Und man weiss auch nicht was licht ist, wenn man sich je nachdem welle oder lichtteilchen aussuchen darfm dann ist das eine märchenerklärung,
und man weiss auch nicht wo in den Wellen die Information versteckt ist.
Nur um mich zu mobben spielt hier plötzlich jeder den Einstein

Und man darf auch plötzlich werbung machen für Quanten.de, wenn ich aber einen link mache dann wird der link gelöscht weil er angeblich werbung ist !

@FaradKreisel:

FaradKreisel schrieb:Die Wahrheit ist dass man bis heute NICHT weiss wie Magnetismus genau funktioniert !

Die Wahrheit ist, dass Du nicht die geringste Vorstellung davon hast, was alles über Magnetismus -- und die anderen von Dir genannten Themen -- bekannt ist. Nehmen wir z.B. das international angesehenste Lehrbuch zu diesem Themenkomplex, den knapp 1000-seitigen Jackson. Das ist übrigens -- um einem beliebten Vorurteil zuvorzukommen -- keine blosse Theorie. Dieses Wissen ist millionenfach in der Praxis bestätigt. Damit wird jeden Tag rund um den Globus moderne Technik entwickelt. Wieviel davon hast Du drauf? Weisst Du, wie man die Feldstärke eines Magneten berechnet, oder den Energiegehalt eines Magnetfelds? Wie man einen Elektromotor oder ein Radargerät berechnet? Wie man mit FEMM umgeht? Wie man das Verhalten eines Aufbaus wie in diesem Thread (Archiv-Version vom 27.02.2021) berechnet (der zur Folge hatte, dass der genannte Professor sein Paper zurückgezogen hat)? Hast Du irgendeine Vorstellung davon, wie präzise man das Verhalten von Magnetfeldern berechnen kann?

Original anzeigen (0,2 MB)

Das ist eine Überlagerung einer realen Oszilloskopmessung https://archive.is/PxdyU mit einer Simulation (was letztendlich eine Berechnung ist), die ich im Rahmen dieses Beitrags erstellt hatte. Bei der Simulation ist die Spannungskurve grün und die Stromkurve blau, während bei der überlagerten Oszilloskopmessung des realen Apparats die Spannungskurve rot, und die Stromkurve gelb ist. Obwohl die Simulation eigentlich für einen ganz anderen Zweck (der Simulation des Verhaltens eines QEGs) erstellt wurde, ist die Übereinstimmung so gut, dass die Kurven teilweise kaum auseinanderzuhalten sind.

Das war nur ein winziger Ausschnitt von dem, was über Magnetismus bekannt ist. Es gibt noch sehr, sehr viel mehr, von dem Du noch nie etwas gehört hast. Ob es Dir gefällt oder nicht:

Es gibt beim Magnetismus schon sehr lange keine Geheimnisse mehr, auf deren Basis man vielleicht doch irgendwie einen funktionierenden "Magnetmotor" (egal ob auf der Basis von Permanentmagneten oder auf Basis des Erdmagnetfelds) konstruieren könnte.

FaradKreisel schrieb:Die Wahrheit ist dass man bis heute NICHT weiss wie Magnetismus genau funktioniert !

Die Aussage funktioniert doch in diesem Forum nicht - nur mal kurz zur Erklärung:
Die User hier wollen wissen wie es richtig ist, nicht wer recht hat.

Ich kenne solche Aussage wie deine um zu erklären warum Maschinen die nach dem Wissenstand nicht funktionieren sollten...doch funktionieren, weil man angeblich nicht alles weiß.

Zu deinem Apparat: die von Dir beschriebene Konstruktion dauert maximal 2 Wochenenden und kostet 200-300€, wann können wir mit einem Bau rechnen?

FaradKreisel schrieb:Die Wahrheit ist dass man bis heute NICHT weiss wie Magnetismus genau funktioniert !

Da liegst Du haarscharf daneben. "Die Wahrheit" ist, dass Magnetismus, wie übrigens auch andere Naturkräfte wie z.B Gravitation oder "Licht" sich einer einfachen, anschaulichen Erklärung, einer Betrachtung, entziehen, weil sie ihren Ursprung im quantenmechanischen Bereich hat.
Das ist keine böse Vernebelungsstrategie der hiesigen Foristen oder Schwurbelei der Schreiber von Physikbüchern, sondern unser begrenzer Verstand mit seiner Alltagserfahrung weigert sich einfach, Effekte zu akzepieren, die innerhalb eines Atomes ganz selbstverständlich sind, aber eben nur dort ablaufen. Auch einem Genie wie Einstein waren sie bekanntlich unheimlich.

Es gibt zwei Hilfsmittel, um da noch weiter zu kommen.
Zum einen gibt es die Mathematik. Quantenmechanische Effekte lassen sich berechnen. Werden dadurch aber leider nicht anschaulicher, weil ab einem gewissen Abstraktionsgrad nur noch versierte Mathematiker verstehen, was da rechnerisch abläuft.
Und zum anderen gibt es das Modell. Sehr anschaulich. Kleine Elektronen-Kügelchen kreisen um einen Protonen/Neutronen - Atomkern, und schon wissen wir, was ein Atom ist.
Wissen wir nicht, es ist ein Modell. Es kommt irgendwann an seine Grenzen, weil es wegen der Anschaulichkeit wichtige Faktoren weglässt. Terry Pratchett nannte so etwas "Lügen für Kinder". Falsch, aber leider unbedingt erforderlich, damit auch für Nicht- Wissenschaftler und -Mathematiker die Welt erklärbar ist.

Das, was da in Wikipedia: Magnetismus
unter "Erklärung des Phänomens" steht, dürfte nur noch von wenigen Menschen verstanden werden (ich gehöre nicht dazu), und es ist dazu auch noch ein Modell, d.h. man hat vereinfacht (frag mich nicht was). Aber wir müssen die vor 90 Jahren formulierte Erklärung akzepieren als gegenwärtiger Stand wissenschaftlicher Erkenntnis.
Und jetzt wird es wichtig: Die unanschauliche Erklärung der Ursachen des Phänomens ist kein Grund, anzunehmen, bei der Anwendung sei noch "was drin" im Sinne einer neuen Maschine. Dazu ist da zunächst zuviel Grundlagenforschung und dann bis heute zu viel technische Anwendung getrieben wurden. Uatu hat überzeugend dargestellt, dass ein Anwendungsmodell, eine Simulation, mit den tatsächlichen Verhalten eines Magnetfeldes fast 100%-ig übereinstimmt.
Da ist kein Raum mehr für Spekulationen.

Lupo54 schrieb:Und zum anderen gibt es das Modell. Sehr anschaulich. Kleine Elektronen-Kügelchen kreisen um einen Protonen/Neutronen - Atomkern, und schon wissen wir, was ein Atom ist.
Wissen wir nicht, es ist ein Modell. Es kommt irgendwann an seine Grenzen, weil es wegen der Anschaulichkeit wichtige Faktoren weglässt. Terry Pratchett nannte so etwas "Lügen für Kinder". Falsch, aber leider unbedingt erforderlich, damit auch für Nicht- Wissenschaftler und -Mathematiker die Welt erklärbar ist.

Es ist sogar Lügen für die Großen.

Als Bohr 1913 sein Atommodell vorstellte, da wußte er bereits um Fehler, um empirische Fakten, die seinem Modell widersprechen, und um Sachen, die mit seinem Modell unerklärlich blieben. Er wußte, daß es falsch ist. Dennoch erklärt es so manches und läßt Sachen vorhersagbar sein. Damit ist sein Modell genau das, was auch jede gute, bewährte Theorie auch ist: nicht "die Wahrheit", aber eine korrekte Beschreibung von Realität, mit der man verläßlich arbeiten kann.

Lügen für die Kleinen wäre es gewesen, wenn wir unseren Genies in den diversen Threads immer nur sagen würden, daß die Wissenschaft es schon bewiesen hat, daß dies so, jenes solcherart ist. Durchs Ehrlichsein denkt doch immer wieder irgendjemand "aha, also weiß es die Wissenschaft ja doch nicht so genau, dann könnts also ganz anders sein". Nope, kann es nicht, keine bewährte Theorie kann komplett falsch sein. Aber hierfür gibts dann keine Erklärung für die ganz Kleinen, und so bleibt denen das Mysterium des "wieso Theorien nie wahr sind, falsch sein können, und dennoch ewig richtig bleiben" wohl auf immer verschlossen.

Und auch unser hiesiges Sorgenkind muß doch arg verwirrt sein, wenn der eine sagt

Es gibt beim Magnetismus schon sehr lange keine Geheimnisse mehr

und der nächste

"Die Wahrheit" ist, dass Magnetismus, wie übrigens auch andere Naturkräfte wie z.B Gravitation oder "Licht" sich einer einfachen, anschaulichen Erklärung, einer Betrachtung, entziehen

Wie soll man das alles zusammendenken mit seinem untrainierten Brägen?! Und dann kommt doch wieder nur raus "die widersprechen sich ja selber hier".

perttivalkonen schrieb:Wie soll man das alles zusammendenken mit seinem untrainierten Brägen?! Und dann kommt doch wieder nur raus "die widersprechen sich ja selber hier".

Sorry, ich habe vielleicht zu viel geschreiben. Das lässt sich aber auch zusammenfassen, dann wird es klarer:
Magnetismus?
Wir können nicht genau sagen, wie er entsteht, weil der Prozess kompliziert und wenig einsichtig ist.
Dafür können wir aber sehr genau sagen, wie er auftritt und was er kann und nicht kann, weil
er
a) in seinen Wirkungen leicht zu beobachten und zu erforschen ist und
b) seine technischen Anwendungen zahllos sind, was gleichfalls zu seinem Verständnis beigetragen hat.

Von seinen technischen Fähigkeiten her (was er kann und was nicht) gibt es keine Geheimnisse. Aus diesem Grund kann man die Funktion oder vielmehr Nichtfunktion des angedachten Gerätes "Faradayscher Kreisel" präzise vorhersagen.