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Leiterschaukel Experiment: Protokoll, Erklärung und Simulation

12.6.2021

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<p>Bei diesem Experiment wird eine Leiterschaukel aus K

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Leiterschaukel Experiment Protokoll

Bei diesem Experiment wird eine Leiterschaukel aus Kupfer zwischen die Pole eines Hufeisenmagneten gehängt und ein Gleichstrom durch sie fließen gelassen. Anschließend wird der elektrische Strom abgeschaltet und das Experiment wird wiederholt, wobei die Stromrichtung oder die Lage des Magneten umgekehrt wird.

Beobachtung

Die Leiterschaukel bewegt sich aus dem Magneten nach vorne heraus. Erst nach Abschalten des elektrischen Stromes bewegt sich die Schaukel in die Ausgangslage zurück. Wiederholt man das Experiment und kehrt dabei die Stromrichtung oder die Lage des Magneten um, so kehrt sich auch die Bewegungsrichtung der Leiterschaukel um.

Leiterschaukel Experiment Erklärung

Auf stromdurchflossene Leiter wirkt in einem Magnetfeld eine Kraft, die Lorentzkraft genannt wird, senkrecht zum Stromfluss und senkrecht zur Richtung des magnetischen Feldes. Diese Erscheinung ist das grundsätzliche Wirkungsprinzip eines Elektromotors.

Das elektromotorische Prinzip besagt, dass auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld eine Kraft ausgeübt wird und damit der Leiter in Bewegung gesetzt werden kann.

Rechte-Hand-Regel und Lorentzkraft

Um die Richtung der Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter zu ermitteln, wird die Rechte-Hand-Regel (UVW-Regel) verwendet. Der Daumen steht dabei für die Stromrichtung (Ursache), der Zeigefinger für die Richtung des magnetischen Feldes (Vermittlung) und der Mittelfinger zeigt die Richtung der Kraft (Wirkung) an.

Lorentzkraft und Stromdurchflossene Leiter

Lorentzkräfte wirken auch zwischen zwei sich in der Nähe befindenden stromdurchflossenen Leitern. Die Richtungen der wirkenden Kräfte sind von den Stromrichtungen in den Leitern abhängig und werden mit der Rechte-Hand-Regel bestimmt. Die Kräfte zwischen stromdurchflossenen Leitern werden zur Definition der Einheit für die elektrische Stromstärke genutzt. Das Ampere ist die Stromstärke durch zwei geradlinige lange Leiter, die den Abstand 1m haben und zwischen denen die Kraft je 1m Länge 2.10-7 N beträgt.

Zusammenfassung - Physik

  • Die Leiterschaukel aus Kupfer wird zwischen die Pole eines Hufeisenmagneten gehängt
  • Ein Gleichstrom fließt durch die Schaukel
  • Nach dem Abschalten des Stroms bewegt sich die Schaukel zurück in die Ausgangslage
  • Die Richtung der Bewegung ändert sich, wenn die Stromrichtung oder die Lage des Magneten umgekehrt wird
  • Lorentzkraft wirkt auf stromdurchflossene Leiter in einem Magnetfeld
  • Die Rechte-Hand-Regel wird verwendet, um die Richtung der Kraft zu ermitteln
  • Die Kraft hängt von den Stromrichtungen in den Leitern ab
  • Lorentzkraft wird zur Definition der Einheit für die elektrische Stromstärke genutzt

Das leiterschaukel experiment protokoll zeigt das elektromotorische Prinzip und die Wirkung von Lorentzkraft auf stromdurchflossene Leiter in einem Magnetfeld. Die Rechte-Hand-Regel wird verwendet, um die Richtung der Kraft zu bestimmen. Lorentzkraft ist auch für die Definition der elektrischen Stromstärke von Bedeutung.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Physik

Q: Was besagt das elektromotorische Prinzip?

A: Das elektromotorische Prinzip besagt, dass auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld eine Kraft ausgeübt wird und damit der Leiter in Bewegung gesetzt werden kann. Dies ist das grundlegende Wirkungsprinzip eines Elektromotors.

Q: Wie wird die Richtung der Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter ermittelt?

A: Die Richtung der Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter wird mithilfe der Rechte-Hand-Regel (UVW-Regel) ermittelt. Dabei steht der Daumen für die Stromrichtung, der Zeigefinger für die Richtung des magnetischen Feldes und der Mittelfinger zeigt die Richtung der Kraft an.

Q: Welche Kräfte wirken zwischen sich in der Nähe befindenden stromdurchflossenen Leitern?

A: Lorentzkräfte wirken zwischen sich in der Nähe befindenden stromdurchflossenen Leitern. Die Richtungen der Kräfte sind von den Stromrichtungen in den Leitern abhängig und werden mit der Rechte-Hand-Regel bestimmt.

Q: Welche Einheit wird zur Definition der elektrischen Stromstärke genutzt?

A: Die Einheit für die elektrische Stromstärke wird zur Definition der Ampere genutzt. Sie entspricht der Stromstärke durch zwei geradlinige lange Leiter, die den Abstand 1m haben und zwischen denen die Kraft je 1m Länge 2.10-7 N beträgt.

Q: Was zeigt die Leiterschaukel Experiment Erklärung?

A: Die Leiterschaukel Experiment Erklärung zeigt, dass auf stromdurchflossene Leiter in einem Magnetfeld eine Kraft wirkt, die Lorentzkraft genannt wird. Diese Kraft ist senkrecht zum Stromfluss und zur Richtung des magnetischen Feldes.

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