Funktion des Hammond Tonewheelgenerators

von Johannes@XK-3, 15.01.07.

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  1. Johannes@XK-3

    Johannes@XK-3 Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 15.01.07   #1
    Hallo!
    Ich schreibe im Moment meine Facharbeit im Physik-LK über die elektromagnetische Tonerzeugung der Hammondorgel.
    Ich hoffe hier ist jemand, der sich mit Physik und dem Tongenerator auskennt und mir sagen kann, ob mein Verständnis der Funktionsweise des Tongenerators richtig ist. Allssssooo...:
    -Durch Induktion wird eine Wechselspannung erzeugt
    -Die Induktion entsteht durch eine Magnetfeldänderung
    -Diese Magnetfeldänderung kommt dadurch zustande, dass sich dem Permanentmagneten in der Spule ständig Zähne nähern und entfernen.
    -Dadurch werden die dem Magneten nahen Zähne (aus ferromagnetischem Material) selbst magnetisiert.
    -Dies beeinflusst das Magnetfeld

    Was sagt ihr dazu? Ist das so richtig? Ist es nachvollziehbar?
    Und noch eine Frage an eventuelle Physiker: Wenn sich so ein magnetisierter Zahn vor dem Magneten befindet, ist dann das Magnetfeld stärker oder schwächer (die magnetfelddichte oder so, weil das Feld ja nun "umgelenkt" wird)???
    Wäre nett, wenn ihr schnell antworten würdet!
    Vielen Dank
    Johannes
     
  2. Helmut

    Helmut HCA-Laser HCA

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    Erstellt: 15.01.07   #2
    Hallo Johannes,

    ich würde es etwas anders ausdrücken, es ist aber nicht falsch was Du schreibst.

    Anbei ein Link, wo das Ganze gut erklärt ist:

    Hammond-Orgel − Wikipedia

    Gruss Helmut
     
  3. stefan64

    stefan64 HCA Tasten HCA

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    Erstellt: 15.01.07   #3
  4. JoKey

    JoKey Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 15.01.07   #4
    Hallo Johannes,

    mit Deiner Erklärung bewegst Du Dich auf dünnem und brüchigem Eis. Sie ist fast richtig und doch nicht wirklich richtig! Eine bis ins letzte Detail korrekte und trotzdem verständliche Beschreibung ist aber selbst Experten schwer möglich. Das Problem besteht darin, dass einige Begriffe (wie z. B. Feldstärke und magnetischer Fluss) ständig unsauber verwendet bzw. verwechselt werden (und das selbst in den "Hammond-Bibeln").

    Die beste Erklärung, die ich auf die Schnelle finden konnte, gibt es hier:

    GEBA-online | Kontrabassverstärkung - Magnetische Tonabnehmer | Kontrabass, Kontrabässe, Musik, Orchester, Noten, Saiten, Bass

    Adaptiert auf die Hammond bedingen die Tonräder einfach eine periodische Änderung des magnetischen Flusses (!) durch die Spule und induzieren so eine Wechselspannung. Spar Dir weitere Details (Aufmagnetisierung der Tonräder), da dies kaum korrekt beschreibbar bzw. falsch ist.

    Diese Änderung ist übrigens an den Flanken der Tonräder am stärksten, die Spannungsmaxima also phasenverschoben zu dem Passieren der "Berge und Täler" der Tonräder.;)

    JoKey

    Nebenbei: Wie funktionieren denn eigentlich die Pari.E-Orgeln mit "Plastikrädern"? Sind die ferromagnetisch beschichtet? Ich habe noch nie so ein Tonrad gesehen...:great:
     
  5. Johannes@XK-3

    Johannes@XK-3 Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 15.01.07   #5
    Hallo!
    Danke erst mal für die Antworten!
    Die Quellen Wikipedia etc... hab ich natürlich auch schon gut. Allerdings wird das Thema da auch sehr oberflächlig behandelt mit der Tonerzeugung.
    @JoKey: Wo ist sie denn falsch? Das mit den Fachbegriffen dürfte zu schaffen sein, dass man die richtg verwendet!
    Das hab ich auch genauso gemeint. Entspricht dem zweiten Induktionsphänomen mit U=-n*A*dB/dt, wenn ich das gerade richtig in Erinnerung habe :)
    Bei ner Facharbeit reicht leider keine 3 Zeilen Wikipedia Erklärung ...und das ist so, weil das so ist... Wieso ist die Magnetisierung der Tonräder falsch? Wie wird sonst ein dB/dt erzeugt? Habe das mit einem "Eisenfeilspanfeldlinienbild" nachgewiesen, dass sich das Magnetfeld ändert, wenn ein Zahn davor steht.

    Wenn jemand sicher ist, dass er weiß, wie das genau funktioniert, bitte direkt verbessern. Über Tipps wäre ich sehr dankbar!
    Viele Grüße,
    Johannes
     
  6. Johannes@XK-3

    Johannes@XK-3 Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 15.01.07   #6
    Habe noch einen kurzen ausschnitt aus einer "Gitarre und Bass" Zeitschrift gefunden, die meiner Theorie der magnetischen Influenz im sich nähernden Zahn und einer damit verbundenen Magnetisierung und Verschiebung der Feldlinien recht zu geben scheint:
    ...
    Nun ist der Magnet bei unserem Gitarrentonabnehmer (=Tonabnehmer bei Hammondorgel) aber mechanisch fest mit der Spule verbunden, wie soll denn da das Magnetfeld in seiner Feldstärke schwanken? Durch einen "Trick" werden die Magnetkräfte trotzdem dazu gebracht, in ihrer Intensität zu schwanken und so das benötigte Wechselfeld zu bilden. Nähert man nämlich dem Magneten einen "magnetisch aktiven" Gegenstand aus Eisen, Stahl, Nickel oder einem anderen geeigneten Metall (in unserem Fall der Gitarren-Saite)(in meinem Fall einen Zahn des Tonrades...), so beansprucht dieser Gegenstand einen Teil der Magnetkräfte für sich; das Magnetfeld verformt sich (wie das auch meine Feldlinienbilder zeigen...), die Feldstärke (mit dem Begriff sollte man ja dann vorsichtig sein...) schwankt entsprechend der Annäherung dieses Gegenstandes. Diese prinzipielle Funktionsweise gilt für sämtliche magnetische Tonabnehmer, "aktive" und "passive", "Humbucker" und "Singlecoils".

    Was meint ihr dazu???
    Vielen Dank,
    Johannes
     
  7. richy

    richy HCA Soundprogrammierung HCA

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    Erstellt: 16.01.07   #7
    Hi

    Obwohl ich Elektrolurch bin , haette ich auch Probleme die Frage aus dem Stehgreif zu beantworten. Es verhaelt sich wohl eher so wie Jokey es beschreibt.

    ************************
    Vielleicht solltest du erstmal alle magnetischen Groessen zusammenstellen und mit den einfacheren elektrischen Vergleichen:
    *************************
    Wie heissen den die ganzen Groessen ?
    elektrische Feldstärke E [V/m],
    magnetische Feldstärke H [A/m],

    Aha E und H sind wohl das einfachste.
    Aber
    elektrische Flußdichte bzw. dielektrische Verschiebung D in [As/m²],
    +
    elektrische Stomdichte J [A/m²],
    elektrischer Strom I [A], INTEGRAL

    elektrische Raumladungsdichte r [As/m³],
    elektrische Ladung Q [As], INTEGRAL

    magnetische Flußdichte B [Vs/m²],
    magnetischer Fluß Fmag[Vs] . INTEGRAL

    Mit einem Trick muss man sich nur ein Viertel merken !

    Bischen Maxwellgleichung schadet als Merkhilfe auch nicht:
    Die Seite hier ist prima, vor allem der Teil unten :
    W.Stanek: Elektrodynamik-Komplette Maxwell Gleichungen (Lang-Form)

    Bis auf die komischen Symbole. Die bedeuten aber einfach
    rot X : X ist eine Wirbelursache ( auch dreicksymbol x , Kreuzprodukt)
    div X : X ist eine Quelle fuer etwas ( auch dreicksymbol * , Skalarprodukt)
    Kann man aber auch nur als Merkhilfe benutzen.

    Jetzt als einfacher mal los:
    Zunaechst auch nur als Merkhilfe:
    Das Bild mit der rechten Handregel zeigt nun :

    Eine Flaechenstromdichte j ist Wirbelursache eines H Feldes.
    Um einen stromdurchflossenen Leiter bildet sich ein geschlossenes H Feld:
    rot H= j
    Wenn du jetzt den Stromkreis unterbrichts. Na alles weg. Die Unterbrechung
    ueberbrueckst du mit einem Kondensator. Passiert auch noch nix.
    Aber legst du an das ganze jetzt eine Wechselspannung, dann fliesst ein sogenannter Verschiebungsstrom D und erzeugt ein Magnetfeld.
    rot H= j + dD/dt ( Hier noch ne Anmerkung ***)

    Jetzt wie ist es beim Magnetfeld ?
    Aendert sich die magnetische FlussDICHTE erzeugt dies ein elektrisches E Wirbelfeld.
    rot E= -dB/dt
    In der Zeichnung durch den Armreif dargestellt :-)

    1) rot H= j + dD/dt
    2) rot E= -dB/dt

    Auf den Vergleich wollte ich hinaus.
    Aha die magnetische Flussdichte B entspricht dieser elektrischen Flussdichte, Verschiebung D (+ j ). So ne Art magnetischer WechselblindSTROMdichte.
    (Auch Vergleich mit elektrischem Stromkreis ist sinnvoll, zb bei einem Luftspalt, stromdurchflossene Spule aber )

    BTW
    Wenn du jetzt von den Dichtegroessen auf die Integralen Groessen kommen willst , na dann musstest du integriegren. Ist da aber alles ueber der Flaeche konstant, dann bedeutet das, dass du die integrale Groesse mit der Flaeche A multiplizierst. ( Integral Integral c *da = c*A )

    Integrierst du 2) erhaeltst du fuer n Leiter dein
    U=-n*A*dB/dt
    In der Flaeche A und der Spannung U steckt die Integration drin.
    Und A*dB/dt wuerde man nun magnetischer WechselFluss, Nicht WechselFlussdichte, das ist ja dB/dt nennen.
    Und um eine Spannung zu induzieren muss sich tatsaechlich B aendern oder A oder beides. Aber wie ?
    Wenn du sagst der magnetische Fluss aendert sich liegst du sicherlich richtig !. (Aber kann man den mit Eisenfeilspaenen messen? Ich denke da misst du das H Magnetfeld oder ? )

    Jetzt ist dieses Zahnrad ja aber nicht aus Luft und es gelten noch die Materialgleichungen.
    (D=epsilon*E)
    Sowie: B=mue*H+Bp
    magnetische Polarisation Bp = µ0 Mp [Vs/m²] ,
    wobei Mp die Magnetisierung bei einem Permanentmagneten ist.
    Koennte das deine "Feldverdichtung sein ?"

    Wlcher Effekt spielt jetzt eine Rolle ? Aendern sich da lediglich die Randbedingungen, besser mue oder ist dieses Zahnrad selbst ferromagnetisch ?
    Da muesste man sich den Generator nochmal genau anschauen.
    Duerfte tatsaechlich wie eine Gitarrenseite funktionieren.
    Der Tipp ist echt gut.
    Gibt es E Gitarreros mit Nylonseiten ? Noch nie gesehen.
    Oder Klangsstab vom Fender Rhodes. Gibt es bestimmt mehr Erklaerungen als zur Hammond. Hoffe mal die Begriffszusammenstellung hilft dir auch etwas weiter.
    Viele Gruesse
    richy

    ***
    Das elektrische Analogon waere also ein Kondensatormikropfon.
    Aber das duerfte nicht elektrisch vorgespannt sein. Also ein
    Electred Kondensatormico. Die Batterie ist da nur fuer den Impedanzwandler, Vorverstaerker soviel ich weiss.
    Aber nur ein Analogon ! und auch net 100% sicher.
     
  8. Johannes@XK-3

    Johannes@XK-3 Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 16.01.07   #8
    Also erst mal danke für die lange Antwort...
    Ich blicke da nur im Moment nicht durch. Da ich eine Facharbeit (=8-12 seitige (halbwegs) wissenschaftliche Hausarbeit) in der Jahrgangstufe 12 im Physik LK und keine Doktorarbeit schreibe, möchte ich meinen Lesern auch nicht irgendwelche Formeln um die Ohren schlagen!
    Was hat das denn mit dem Wirbelstömen auf sich?
    Und welches Stromkreis sollte man unterbrechen?
    Ich hab den Tongenerator nachgebaut: Ein Motor treibt das ferromagnetische (anders gehts nicht) Rad an. Dieses rotiert sehr dicht vor einer mit einem PERMANENTMAGNETEN gefüllten Spule! Die Anschlüsse der Spule sind direkt mit Mihschpult und PC verbunden und werden dort hörbar bz annähernd als Sinuswelle sichtbar gemacht.
    Das gibt einen Ton und das funktioniert genauso wie bei der Hammondorgel, dem Ebass, dem Fender Rhodes.
    Was ist das mit den Maxwellgleichungen???
    Johannes
     
  9. richy

    richy HCA Soundprogrammierung HCA

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    Erstellt: 16.01.07   #9
    Hi
    >
    Was hat das denn mit dem Wirbelstömen auf sich?
    Und welches Stromkreis sollte man unterbrechen?
    >
    Das war nur ein Beispiel, dass der magnetische Fluss formal analog ist zum Stromfluss. Speziell zum Verschiebungsstrom in einem Kondensator.
    Damit muss man sich weniger Formeln merken.
    Ich merke mir immer nur die Spannungs Strom , also E Formeln.
    Sind auch einfach anschaulicher. Aber egal.

    Wenn du deine Beobachtung der Feldverdichtung mit einbringen willst, dann ist diese Formel U=-n*A*dB/dt nicht ganz richtig, denn sie geht von einem homogenen Magnedfeld H aus.
    (B=mue*H)
    Ein H(x,y,t). Die Formel waere schlichtweg falsch.
    Im Gegensatz zur Gitarre und Rhodes tritt bei dem Zahnrad aufgrund der Geometrie wohl tatsaechlich eine Verdichtung des H Feldes auf, Das H Feld ist damit nicht mehr homogen sondern ortsabhaengig, so wie du das gemessen hast. Und damit muesstest du von dieser Maxwellgleichung ausgehen:
    rot E= -n*dB(x,y)/dt
    und integrieren
    U=-n* Integral Integral dB(x,y,z,t)/dt dx dy
    Das waere aber tatsaechlich eine Doktorarbeit. Stell dir einfach den Feldlinienverlauf vor, dann weisst du warum.

    Vielleicht kannst du es am Rande erwaehnen, dass aufgrund der Geometrie im Gegensatz zum Rhodes vermutlich auch das Magnetfeld H und nicht dur die magnetische Flussdichte B eine Rolle spielen.
    In U=-n*A*dB/dt naeherungsweise U=-n*A(t)*dB/dt z.B.
    (Also gar keine Maxwellgleichungen)
    Und wenn du pauschal wie Jokey vorschlug schreibst der magnetische Fluss aendert sich ist es voellig ok.

    Nur drei Saetze war dir ja aber zu kurz :-)

    In der Formel
    B=mue*H+Bp
    dB/dt=d(mue(t?)*H(t?)+Bp(t))dt
    ist es letzendlich die Frage ob hier alleine der rechte Summand entscheidend ist oder eben beide. Da koennte man auch noch den Winkel , die Winkelgeschwindigkeit des Zahnrades damit den Abstand(t) mit einbringen und am Schluss haettest du dastehen
    U=-n*A*c*sin(w*t)
    Hoert man aber sicherlich auch :-)
    Was mich interessieren wuerde. Wie hast du die Zahnraeder hergestellt.
    Und was fuer eine Form haben die ? Ist der Rand eine Sinusfunktion ?
    Also gerade weil man das fast unmoeglich genau berechnen kann wuerde ich
    auch mal nachforschen ob Hammond nicht einfach durch rumprobieren die
    ideale Form gefunden hat.
    ciao
     
  10. Johannes@XK-3

    Johannes@XK-3 Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 16.01.07   #10
    Mal wieder danke für die Antwort!
    Das hatte ich auch so vor. Quantitativ soll das eh nicht berechnet werden, weil das einfach nihct möglich ist. Schon allein das inhomogene Magnetfeld des runden Stabmagneten n der Spule von mir nicht zu berechnen. Ich wollte aber schon die Formeln erwähnen. So nach dem Motto: Wenn man das jetzt gegeben hätte könnte man das und dann so und dann gilt die Formel....

    Kannst du mir mal nen Link zu den von dir genannten Formeln schicken? Wo das mal erklärt wird. Ich habe jetzt Probleme mit der Entzifferung der Formeln, da ich nicht weiß was jetzt Index ist und was was... So Formeln mit U(x,y,z,t) übersteigen den Anforderungsbereich einer Facharbeit und ich will es mir auch ninct besonders schwer machen.

    Auch wenn das jetzt vielleicht ein wenig zu physikalisch für dieses Forum ist...
    Wo genau liegt der Unterschied zwischen H und B?
    Vielen Dank
    Johannes
     
  11. Froschkapitaen

    Froschkapitaen Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 16.01.07   #11
    H ist die deutsche Bezeichnung.
    Das deutsche B heißt Bb (B-Flat) im englischen,....:p

    macht ruhig weiter...
     
  12. K.P.

    K.P. Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 16.01.07   #12
    :great::great::screwy::great::screwy::screwy::great::):confused::confused::great::great::screwy::eek::)
     
  13. JoKey

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    Erstellt: 16.01.07   #13
    Hallo Johannes,

    mein Hinweis war nicht nur ein "gut gemeinter" Ratschlag! Übrigens auch keine vereinfachte oder nicht korrekte Erklärung. Solltest Du versuchen, das Funktionsprinzip des Hammondgenerators über "Aufmagnetisierung" der Tonräder zu erklären, kannst Du nur scheitern! Daran würden selbst gestandene Physiker verzweifeln!

    Warum also nicht das Funktionsprinzip so erklären, wie es ist und wie man es auch verstehen kann? Da hast einen Permanentmagneten mit Spule. Ohne bewegtes Tonrad sieht die Spule ein konstantes Feld, keine Änderung, die induzierte Spannung ist (wie die Änderung des magnetischen Flusses durch die Spule) 0. Bewegst Du nun einen Ferromagneten (das Hammond-Tonrad oder bei der E-Gitarre die Stahlseite) vor der Spule, ändert sich das Feld (aber nicht vom Absolutwert oder dem integralen Wert, sondern hinsichtlich der Feldverteilung!). Ein Ferromagnet macht eben genau das, was er soll! Und damit hast Du entsprechend der periodischen Bewegung des Rades (peridische Abstandsänderung des Ferromagneten zum Permanentmagneten) eine periodische Änderung des Flusses durch die Spule und damit eine induzierte Wechselspannung. Das isses!:great:

    Eine genaue Darstellung oder Berechnung der Felder im Tonrad dürfte (zumindest aus meiner Sicht) unmöglich sein, zumal Dir einfach auch wichtige Parameter fehlen. Es ist aber auch gar nicht entscheidend! Was Du nicht verwechseln darfst, ist eine Änderung des Feldverlaufs und damit des magnetischen Flusses, und das (integrale) Gesamtfeld! Der Permanentmagnet ist je eben "permanent"! Mit den Eisenspänen kannst Du das ja direkt zeigen.

    Um die 8-10 Seiten zu füllen, bietet Dir der Hammondgenerator neben diesem unlösbaren Problem doch genug Alternativen:

    - Dein Demonstrator ist doch toll (höhere Drehzahl oder mehr Zähne = höherer Ton)
    - Die induzierte Spannung wird ja erst durch die Verschaltung annähernd sinusförmig.
    - Die Probleme der Clones bestehen doch genau darin, diese Imperfektion zu imitieren
    (reinen Sinus kann Jeder, sogar Dr. Böhm...)
    - Die Klangsynthese ist interessant
    - Vielleicht solltest Du auch mal schauen, wie beid er Hammond die hohen Frequenzen erzeugt werden (die Fertigungstechnik für Zahnräder mit entsprechend vielen Zähnen gab es bei den frühen Modellen noch nicht...)
    - Und mit dem Hinweis, dass es bei E-Gitarren so viel anders ja auch nicht ist, sollte das Interesse Deiner Mitschüler(innen) steigen.

    Und, und, und... Aber vergiss Aufmagnetisierung, Maxwell-Gleichungen und Wirbelströme. Das wäre so, als würdest Du die Funktion eines Autos über den Elastizitätskoeffizienten der Reifen erklären wollen (einen Zusammenhang gibt es natürlich auch da:)).
     
  14. Johannes@XK-3

    Johannes@XK-3 Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 16.01.07   #14
    Danke für die gute Antwort Jokey!!!!
    Warum also nicht das Funktionsprinzip so erklären, wie es ist und wie man es auch verstehen kann? Da hast einen Permanentmagneten mit Spule. Ohne bewegtes Tonrad sieht die Spule ein konstantes Feld, keine Änderung, die induzierte Spannung ist (wie die Änderung des magnetischen Flusses durch die Spule) 0. Bewegst Du nun einen Ferromagneten (das Hammond-Tonrad oder bei der E-Gitarre die Stahlseite) vor der Spule, ändert sich das Feld (aber nicht vom Absolutwert oder dem integralen Wert, sondern hinsichtlich der Feldverteilung!). Ein Ferromagnet macht eben genau das, was er soll! Und damit hast Du entsprechend der periodischen Bewegung des Rades (peridische Abstandsänderung des Ferromagneten zum Permanentmagneten) eine periodische Änderung des Flusses durch die Spule und damit eine induzierte Wechselspannung. Das isses!:great:
    [/QUOTE]
    Genauso hatte ich mir das eigentlich auch vorgestellt! Das wollte ich auch so beschreiben, aber ist mir wahrscheinlich in der Kürze nicht gelungen
    Natürlich wird sich der Betrag des Magnetfeldes nicht ändern, sondern es verschiebt sich nur! Das hatte ich auch versucht zu sagen...wahrscheinlich habe ich mich da mit Fachbegriffen oder so vertan!
    Aber es ist doch dann richtig, dass sich die Elementarmagneten im Zahn ordnen oder?
    Die Darstellung der Funktionsweise soll rein qualitativ durchgeführt werden. Weiterhin soll ein Zusammenhang zwischen Drehgeschwindigkeit, Zahnzahl und Tonhöhe gezeigt werden. Ein Vergleich mit anderen Musikinstrumenten ist auch eingeplant. Auch der Vergleich mit digitaler Klangerzeugung kommt noch rein, wenn noch Platz bleibt. Zusätzlich noch was geschichtliches zu Hammond....
    Das Magnetfeld ist doch jetzt "dichter" wenn kein Zahn da ist? Mit den Feldlinienbildern sieht das nämlich so aus und gibt auch Sinn, weil ja so die Gesamtstärke auf einer größeren Fläche wirkt.
    Vielen Dank,:great:
    Johannes
     
  15. richy

    richy HCA Soundprogrammierung HCA

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    Erstellt: 16.01.07   #15
    Hi
    Wie erkennt man denn die Feldstaerke H im Feldlinienbild ?

    Wenn ich zwischen einer magnetische und ferromagnetischen Platte den Abstand aendere aendert sich dann die Staerke des H Feldes ? Das ist die entscheidende Frage !

    Was passiert wenn du den Abstand d Zahnrad Magnet veraenderst ?
    ( So kann man ja auch die Hammond kallibrieren)
    Warum sehe ich das mit dem Eisenfeilspaenentest nicht ?
    Welche zweite Moeglichkeit besteht die Staerke des H Feldes abzuschaetzen ?

    Die Fragen solltest du klaeren
    Und um es abzukuerzen.
    Das Zahnrad ist ja recht klein und du koenntest daher annehmen lokal ist das Magnetfeld H homogen. Dann kannst du deine Formel anwenden:
    U=-n*A*dB/dt
    Und dB(t)/dt resultiert daraus, dass der Abstand der Flaeche Zahnradoberflaeche, Magnet sich zeitlich aendert.
    Bei dem Eisenfeilspaene-Experiment waere ich skeptisch, denn diese geometrischen Verzerrungen sind einmal kaum mathematisch beschreibbar und wohl auch gar nicht der primaere Effekt.

    >
    Das Magnetfeld ist doch jetzt "dichter" wenn kein Zahn da ist? Mit den Feldlinienbildern sieht das nämlich so aus
    >
    Das Bild wuerde ich gerne mal sehen. Ich haette es ja gerade umgekehrt vermutet.

    > Wo genau liegt der Unterschied zwischen H und B?
    B ist eine Flussdichte. Das fliesst scheinbar etwas. Was kann dir aber wohl kein Mensch sagen. Also vergleichbar mit einer Stromdichte. Da fliesst auch etwas. Elektronen, elektrische Ladung.

    H ist die Feldstaerke das magnetische Analogon zum E Feld.

    ciao
    >
    Bewegst Du nun einen Ferromagneten (das Hammond-Tonrad oder bei der E-Gitarre die Stahlseite) vor der Spule, ändert sich das Feld (aber nicht vom Absolutwert oder dem integralen Wert, sondern hinsichtlich der Feldverteilung!)
    >
    Das ist es meiner Meinung eben gerade nicht.
    Und der integrale Wert ist der magnetische Fluss der in der Spule die Durchflutung bewirkt. Ich meine man sollte alleine nur den Abstand
    betrachten, nicht geometrische Verdichtung der Feldlinien.
    Beides aendert aber den magnetischen Fluss. Am besten betrachtet man also nur diesen :-)
     
  16. richy

    richy HCA Soundprogrammierung HCA

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    Erstellt: 16.01.07   #16
    BTW
    Ich schreibe auch in einem Quantenphysikforum.
    Werde da mal nachfragen welcher Effekt den nun wirklich der entscheidende ist.
     
  17. Johannes@XK-3

    Johannes@XK-3 Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 16.01.07   #17
    Habe mich mit einem Diplom Elektroingenieur oder so unterhalten und der meinte, dass es die geometrie des Raumes ist, die die Induktion hervorruft. Diese ändert sich immer, wenn ein Zahn vorbeikommt. Vielleicht kann man das mit (mü)R der Permeabilitätszahl erläutern. Gibt ne Formel für die magnetsiche Dichte...damit kann man an jedem Punkt eines Raumes die magn Energiedichte errechnen und da steht dieser (mü)R Faktor im Nenner. Bei Luft nimmt (mü)R einen Wert von irgendwas*10^-6 an und bei Metalllegierungen (wie bei den Zähnen der Hammondorgeln bis zu 2*10^5. Das ist dann schon ein gewaltiger Unterschied! Und mit sonem Wert ist das dann auch mathematisch fassbar....die Energiedichte ändert sich um einen wert von etwa 5*10^11!
    Ist das denn so richtig??
     
  18. Johannes@XK-3

    Johannes@XK-3 Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 16.01.07   #18
    @richy hab den ersten Post erst nich gesehen.
    Denke nicht...woher soll den die Betragsänderung kommen??

    Ind. Spannung wird geringer. Die Feldlinien laufen ja auch "radial" auseinander deshalb wird auch das Feld nach außen immer schwächer, obwohl die änderung ja eig gleich bleiben müsste..
    Das ganze soll nicht quantitativ beschrieben werden.

    Wieso kommt es dazu???

    Wieso ändert der Abstand den magn Fluss? Also mit geometrischer Verschiebung ist klar wg Permeabilität, verschiedenen Medien im B-Feld...aber allein der Abstand???
    In welcher Formel kommt der Abstand vor?
    Johannes
     
  19. richy

    richy HCA Soundprogrammierung HCA

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    Erstellt: 17.01.07   #19
    Hi Johannes

    Ich denke ich hab die Loesung.
    Ueber eines sind wir uns ja einig. Letztendlich wird die Spannung ueber die Aenderung der magnetischen Flussdichte dB(t)/dt ( integral der magnetische Fluss dB/dt*A bei homogenem Feld) induziert. Jetzt koennte dein Lehrer aber fragen. "Nun warum aendert sich der magnetische Fluss ?"
    Das war ja die doch kniffelige Frage. Und viele Faktoren kommen in Frage.

    >
    Habe mich mit einem Diplom Elektroingenieur oder so unterhalten und der meinte, dass es die Geometrie des Raumes ist,
    >
    Ja klar, so ein Tonabnehmer ist ein eher "passives" Teile. Da ruehrt irgendein Schwinger im Raum, der Luft rum. Die Geometrie andert sich. Aber wie wirkt sich das konkret aus ? BTW bin auch E-Ing. Gruss an den Kollegen :-)
    >
    Vielleicht kann man das mit (mü)R der Permeabilitätszahl erläutern.
    >
    An das dachte ich auch schon. Aber das ist es wohl nicht !
    Der Stoff MUSS ferromagnetisch sein. Magnetisierbar.

    Also hier scheint mir die Loesung:
    Facharbeit_html
    Der Tonabnehmer ist ja der Gitarreros liebstes Kind. Denke der Seite kann man vertrauen. Dort der Abschnitt mit den Zeichnungen :

    Die Funktionsweise eines elektromagnetischen Tonabnehmers
    *********************************************
    Es ist nicht so, dass der magnetische Fluss DURCH das Zahnrad oder DURCH die Saite entscheidend ist sondern tatsaechlich wie du anfangs vermutet hast, die geometrische Verzerrung und damit die Staerke des H Feldes. Also anders wie ich vermutete.
    Sorry wenn ich da eine falsche Anschuung ins Spiel brachte.
    Und auch nicht die geometrische Verzerrung des H Feldes am Zahnrad ist entscheidend sondern die daraus resultierende Verzerrung an der Spule !
    Schau dir das in den Abbildungen mal an.

    Das Zahnrad wird tatsaechlich polarisiert, temporaer magnetisiert. Wird selbst temporaer zu einem Magneten. Und wie du beobachtet hast und die Zeichnung zeigt: Dadurch wird das H Feld vom Zahnrad verdraengt. (Kann man sich mit Probemagneten anhand der Zeichnung deutlich machen.) Es wird am Zahnrad geschwaecht, verdraengt. Dagegen, wie die Zeichnung zeigt, an der Spule verdichten sich dadurch die H Linien. Das Feld wird dort staerker.
    Und das Ganze ist abhaengig vom Abstand des ferromagnetischen Metalls zum Magneten. (Abstand der Seite zum Magneten) Beim Zahnrad dem Abstand der Oberflaeche desselben zum Magneten.
    Wenn das Zahnrad sich dreht ein zeitlich abhaengiger Abstand d(t).
    Yepp so passt alles :-)))

    als Zusatz
    **********
    Nur deine Induktionsloesung ist leider nicht mehr so ganz korrekt :
    U=-n*A*dB/dt
    Die geht ja aus einem Flaechenintegral (Maxwellgleichung) hervor :
    U=-n*Integral Integral (dB/dt dx dy), mit B=yue*H
    U=-n*Integral Integral (d yue*H/dt) dx dy
    Und nur wenn H homogen ist also keine Funktion des Raumes H(x,y,z)
    darfst du mue*H, also B vor das Integral ziehen !!!:
    Die Induktionsformel/Loesung :
    U=-n*dB(t)/dt*Integral Integral dx dy = U=-n*dB(t)/dt*( Flaeche A )

    Konsequenz:
    Nun ist aber H eine raumlich zeitliche Funktion, keinesfalls homogen !
    Ein H(x,y,z,t). Und damit darfst du H nicht mehr vor das Integral ziehen.
    Du muesstest tatsaechlich ueber H(x,y,t) integrieren und dann ergibt sich eben nicht U=-n*A*dB/dt sondern ein weitaus komplizierterer Zusammenhang, der durchaus einer Doktorarbeit wuerdig waere.
    Moeglich, das dein Physiklehrer das nicht versteht und eben nur spezielle Formel der Loesung der Maxwellgleichung kennt. Fuer allgemein gueltig haelt.
    Dann haettest du ein Prob, da Physikleherer sich an auswendig gelernte Formeln halten und daher oft nicht in der Lage sind die wahren physikalishen
    Sachverhalte zu erkennen.

    Die Formel kannst du also nur noch als Anhaltspunkt, Naeherung zu rate ziehen. Sie ist nicht korrekt !
    Zu dem Preis, dass du jetzt nun doch hoffentlich weist, wie das ganze rein qualitativ ablaeuft. Und das ist tatsaechlich mehr wert :-)
    Ich hab jedenfalls etwas dazugelernt :-)

    ciao

    BTW (wegen Physik Leistungskurs) :
    Die Maxwellgleichungen sind ein Juwel, Basis der modernen Physik.
    Leider kein Schulstoff, da mathematisch doch schon "mittelschwer".
    Sie basieren auf den rein experimentellen Beobachtungen von Faraday, die Maxwell und Heaviside schliesslich mathematisch zusammenfassten.
    Die komplette E-Technik ist damit beschreibbar.
    Aber nicht nur das.
    Die Relativitaetstheorie ist alleine durch den Auftretenden Widerspruch dieser Gleichungen bezueglich klassischem Beobachtersystemwechsel (der Gallilei Transformation) begruendet. Erst mittels Lorenz Transformation werden die Maxwellgleichungen gegenueber Beobachtersystemwechseln invariant. Einstein hat die Lorenz Transformation in seiner RT lediglich auf die gesammte physikalische Welt verallgemeinert. Auch eine beachtliche Leistung.
    Es ist nicht so, dass er einfach mal lustig angenommen hat:
    Na ich gugg mal was passiert wenn c0 immer konstant ist.
    Das geht aus den Maxwellgleichungen und der Lorentztransformation hervor.
    Die Relativitaetstheorie ruht auf den Maxwellgleichungen !

    Genauso die Quantenmechanik. Das Bohrsche Atommodell mit klassischen Elektronenbewegungen scheitert anhand der Maxwellgleichungen. Das Elektron muesste nach diesen Energie abstrahlen und auf den Kern fallen.
    Erst der Welle Teichen Dualismus loest diesen Widerspruch.
    Keine klassische Bewegung sondern Aufenthatswahrscheinlichkeit.
    Wiederum: Nicht die Maxwellgleichungen sind falsch sondern unsere klassischen Vorstellungen.
    Fast wie ein Wunder. Physikalische Messungen (Doppelspaltversuch) bestaetigen die Maxwellgleichungen. Und eben nicht unsere primitive makroskopische Vorstellung von Bewegung.
    Bestaetigen das Unfassbare !
    Das geht aber ueber jedlichen Menschenverstand, dessen Erfahrungsraum makroskopisch ist.
    BTW:
    Man sollte auch mal ein Verb fuer sehr sehr gross (c0) formulieren.
    mikroskopisch, makroskopisch, ? megaskopisch ?
    Der Satz:
    "War es ein Gott der diese Zeilen schrieb ?"
    von Boltzmann bezogen auf die Maxwellgleichungen
    hat durchaus seine Berechtigung.
     
  20. richy

    richy HCA Soundprogrammierung HCA

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    Erstellt: 17.01.07   #20
    >
    Aber vergiss Aufmagnetisierung, Maxwell-Gleichungen und Wirbelströme. Das wäre so, als würdest Du die Funktion eines Autos über den Elastizitätskoeffizienten der Reifen erklären wollen
    >
    Gut gemeint, aber der Tipp ist falsch.
    Der entscheidende Faktor beim Hammond Tone Wheel ist die temporaere Magnetisierung des Zahnrades. Damit die H Feld Verdraengung dort und die damit verbundene H Feld Aenderung an der Spule.
    Alles konform zu deinen Beobachtungen.
     
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