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Magnetfelder Lorentzkraft Drehstromgenerator Transformator

Physik, 10 Elektrik - Die Lorentzkraft
Java Applet Animation: Lorentzkraft

 

Übersicht

Dieser Versuch ist einer der Standartversuche im Physikunterricht. Meistens heißt er dort Leiterschaukel. Hier kann man sehr schön sehen, dass auf einen Strom durchflossener Leiter im Magnetfeld eine Kraft ausgeübt wird. Wovon diese so alles abhängt kann im Java Applet sehr schön untersucht werden.

Java Applet: Lorentzkraft

Dieses Java-Applet demonstriert die Lorentzkraft, die im Magnetfeld eines Hufeisenmagneten auf eine stromdurchflossene Leiterschaukel ausgeübt wird.

Mit dem obersten Button ("Ein / Aus") lässt sich der Strom ein- und ausschalten. Die beiden anderen Buttons ("Umpolen" und "Magnet umdrehen") erlauben es, die Stromrichtung bzw. die Richtung des Magnetfeldes umzukehren. Wenn die entsprechenden Checkboxen aktiviert sind, werden technische Stromrichtung (rote Pfeile), magnetische Feldlinien (blau) und Lorentzkraft (schwarzer Pfeil) angezeigt.

 

URL: http://www.walter-fendt.de/ph14d/lorentzkraft.htm
© Walter Fendt, 1. Juni 1998

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Animation: Lorentzkraft

Eine Stange ist auf zwei "Schienen" leicht beweglich gelagert. Sie befindet sich in einem Magnetfeld. Wird sie von einem Strom durchflossen, erfährt die Stange eine Kraft, die sie nach rechts rollen lässt.
Man kann die Richtung, in der diese Kraft wirkt, mit der "Linke-Hand-Regel" leicht finden:
Zur Erinnerung:
bulletBewegungsrichtung der Elektronen vom - Pol zum + Pol der Quelle
bulletRichtung des Magnetfeldes vom Nordpol zum Südpol des Magneten.
bulletLinke-Hand-Regel:
bulletZeigt der Daumen in die Bewegungsrichtung der Elektronen,
bulletder Zeigefinger in die Richtung des Magnetfelds
bulletso gibt der abgespreizte Mittelfinger die Richtung der Kraft an.
Diese Kraft nennt man auch Lorentzkraft

Beachte dabei besonders :
Elektronenrichtung, Magnetfeldrichtung und Richtung der Kraft
stehen jeweils senkrecht aufeinander.
Kehrt man die Stromrichtung um (Umpolen), so ändert sich dadurch auch die Richtung der Kraft. Man findet sie aber wieder mit der "Linke-Hand-Regel" (vergleiche die beiden Bilder!)
Hier ist die Stromrichtung wie in (2) nur wurde der Magnet auch noch umgedreht. Die Stange bewegt sich jetzt wieder aus dem Hufeisenmagneten hinaus.
Prüfe die Richtigkeit dieser Zeichnung mit Deiner linken Hand, oder noch besser, im Experiment nach!

© Landesbildungsserver Baden-Württemberg.

 
Ein gewebtes, leicht biegsames, leitendes Metallband wird locker neben einen eingespannten Stabmagneten gehängt. Das Metallband wird nicht angezogen. Lässt man jedoch Strom durch das Band fließen, so windet es sich um den Magneten. Stellt man den Strom wieder ab, so nimmt das Metallband wieder seine ursprüngliche Position ein.

Folglich muss auf das stromführende Metallband im Magnetfeld eine Kraft wirken.

Ein Video zeigt die Versuchsdurchführung: Metallband (52 kB)

 

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letzte Änderung: 10.8.2004