Wenn man einen stromdurchflossenen Leiter einem senkrecht zu ihm verlaufenden Magnetfeld aussetzt, wirkt auf den Leiter immer die Lorentzkraft, die den Leiter in eine bestimmte Richtung bewegt. Diese Richtung kann man auch mit der „Rechte-Hand-Regel“ bestimmen. Meine Frage ist jetzt, warum sich der Leiter immer nur in die eine Richtung bewegt. Bestimmt liege ich damit falsch, aber für mich sieht es immer so aus, als sei es egal, ob sich der Leiter nach links oder rechts bewegt. Vielleicht kann mir jemand von euch weiterhelfen. Danke schonmal im Vorraus für Antworten.
Hallo!
Eine anschauliche Antwort sieht so aus:
Um den stromdurchflossenen Leiter bildet sich ein ringförmiges Magnetfeld. Der Drehsinn wird durch die „Korkenzieherregel“ angegeben. Nun überlagern sich das äußere, zunächst homogene Magnetfeld mit dem Wirbelfeld des Leiters. Dort, wo die Feldlinien parallel verlaufen, verstärken sie sich. Wo sie antiparallel verlaufen, heben sie sich gegenseitig auf.
Zeichen es Dir einfach mal auf einem Blatt Papier auf (Schnittebene senkrecht zum Leiter). Wenn man sich nun vorstellt, dass der Leiter von dem verdichteten Feld in den feldfreien Raum „gedrückt“ wird, dann kommt genau die Richtung raus, die die Dreifingerregel der rechten Hand vorgibt.
Der Wirkmechanismus sieht freilich anders aus, denn die Feldlinien gibt es ja nur in unserer Vorstellung.
Kennst Du Dich mit der speziellen Relativitätstheorie aus? Einstein sagt darin (neben den viel berühmteren Aussagen über Zeiten, Längen, Massen, Energien und dergleichen), dass die Magnetfelder verschwinden, wenn man per Lorentz-Trafo ein Bezugssystem aufsucht, in dem die Ladungen ruhen. Magnetfelder sind also - wenn man so will - nur eine Illusion. „In Wirklichkeit“ gibt es nur elektrostatische Felder. Wenn man diese Lorentz-Trafo korrekt durchführt, dann ergibt sich tatsächlich ein E-Feld-Vektor in Richtung der Lorentz-Kraft. (Das war jetzt physikalisch richtiger, aber auch nicht anschaulicher als die vorherige Version …)
Michael
Tatsächlich wird die Wirkrichtung der Lorenzkraft von exakt drei Faktoren bestimmt
- Der Richtung in die das Magnetfeld zeigt.
- Die Richtung in die sich die Geladenen Teilchen (hier Elektronen) Bewegen
- Die Ladung der Geladenen Teilchen
Im Fall das Strom durchgeflossenen Leiters geht man von Positiven Teilchen aus die sich vom plus zum Minuspol bewegen (in Wahrheit ist es andersherum aber das macht nichts das kennt man aus der Mathematik Minus mal Minus macht Plus).
Wen du jetzt die Rechte-Hand-Regel anwendest und mit dem Daumen in Richtung des Stromflusses zeigst und und mit dem Zeigefinger in Richtung des Magnetfeldes Zeigst bilden deine Finger zusammen die defienierenden Vektoren einer Ebene und die Lorentzkraft wirkt immer senkrecht zu dieser Ebene. Je nach dem ob es sich um positive oder negative Ladungen handelt wirkt die Kraft nun in die eine oder die andere Richtung Senkrecht zu ihr.
Damit du dir das besser Vorstellen kannst benutze doch ein Dreidimensionales Koordinatensystem
http://www.matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/upl…
Hier währe X1 der Strom, X2 das Magnetfeld, und X3 die Ladung
Strom und Magnetfeld stellst du dir jetzt als immer Positiv vor und nur die Ladung kann Positiv oder Negativ sein jetzt kannst du das System drehen wie du willst Positve Ladungen werden immer in die eine und Negative immer in die andere Richtung gehen solange Magnetfeld und Strom die ihre nicht ändern.
Also mit der Relativitätstheorie kenne ich mich leider noch nicht aus - bin eben erst Schüler der Mittelstufe. Aber trotzdem vielen Dank an alle für die Antworten - jetzt kann ich mir wenigstens vorstellen, wie es funktioniert. Unser Lehrer hat mir das ja nie gesagt.
Hallo.
Hier währe X1 der Strom, X2 das Magnetfeld, und X3 die Ladung
Meinst Du nicht eher, dass X3 die Richtung der Lorentzkraft ist? Sicherlich hat die Ladung keine Richtung.
Liebe Gruesse,
TN