Lorentzkraft und bewegte Leiter im Magnetfeld
Diese Seite erklärt die Lorentzkraft, eine fundamentale Kraft in der Elektrodynamik, die auf bewegte elektrische Ladungen in einem Magnetfeld wirkt.
Lorentzkraft Rechte Hand-Regel: Um die Richtung der Kraft zu ermitteln, benutzt man die rechte Hand für positive Ladungen (Daumen: Bewegungsrichtung, Zeigefinger: Feldrichtung, Mittelfinger: Kraftrichtung).
Definition: Die Lorentzkraft ist die Kraft, die auf einen stromdurchflossenen Leiter oder eine bewegte elektrische Ladung in einem Magnetfeld wirkt.
Lorentzkraft Formel für einen stromdurchflossenen Leiter:
F = I * l * B * sin(α)
Dabei ist:
- F: Kraft in Newton (N)
- I: Stromstärke in Ampere (A)
- l: Leiterlänge in Meter (m)
- B: magnetische Flussdichte in Tesla (T)
- α: Winkel zwischen Leiter und Magnetfeld
Example: Beim Leiter-Schaukelversuch wird ein stromdurchflossener Leiter in ein Magnetfeld gebracht. Die resultierende Lorentzkraft lässt den Leiter ausschlagen.
Lorentzkraft Formel für eine bewegte Ladung:
F = q * v * B * sin(α)
Dabei ist:
- q: elektrische Ladung in Coulomb (C)
- v: Geschwindigkeit in m/s
Highlight: Die Lorentzkraft ist maximal, wenn die Bewegungsrichtung senkrecht zum Magnetfeld steht (sin(90°) = 1). Sie ist Null, wenn die Bewegung parallel zum Feld verläuft (sin(0°) = 0).
Diese Prinzipien finden in vielen technischen Anwendungen Verwendung, von Elektromotoren bis hin zu Teilchenbeschleunigern.