Magnetfeldtherapie

   

 

 

Die Lorentz-Kraft

Verhalten elektrischer Ströme unter dem Einfluss eines Magnetfeldes

Die Lorentz-Kraft wurde nach dem niederländischen Physiker Hendrik Antoon Lorentz benannt. Sie beschreibt, wie sich elektrische Ströme innerhalb eines Magnetfeldes verhalten. Es gibt zwei "Arten" von Magnetfeldern:
  • Dauermagnete bzw. feste Körper aus ferromagnetischen Stoffen (Magnetit, Nickel, Kobalt) erzeugen ein Magnetfeld.
  • Ein stromdurchflossener Leiter ist von einem Magnetfeld umgeben.

Kombiniert man beide Felder miteinander, so hat dies Auswirkungen auf die sich bewegenden geladenen Teilchen, die das Magnetfeld erzeugen.

 

Bei geschlossenem Stromkreis wird die Schaukel abgelenkt

Lorentz-Kraft

Anhand der Grafik wird anschaulich, dass eine Wechselwirkung zwischen den beiden Magnetfeldern besteht. Wird ein beweglicher Leiter (Schaukel muss aus einem nicht ferromagnetischen Material sein) in einem ferromagnetischen Feld aufgehängt, so zeigen sich folgende Beobachtungen:

  • Ist der Stromkreis unterbrochen und fließt kein Strom, so bewegt sich die Schaukel nicht.
  • Ist der Stromkreis geschlossen und fließt Gleichstrom durch die Schaukel, so wird diese abgelenkt.

 

Die Lorentz-Kraft wirkt senkrecht zu den Feldlinien des Magnetfeldes

Das Beispiel zeigt: Befindet sich ein stromdurchflossener Leiter in einem Magnetfeld, so wirkt auf ihn eine Kraft. Diese Kraft wird Lorentz-Kraft genannt. Die Lorentz-Kraft wirkt senkrecht zur Bewegungsrichtung des geladenen Teilchens und senkrecht zu den Feldlinien des Magnetfeldes. Auf eine ruhende Ladung wirkt keine Lorentz-Kraft.

 

Elektronen werden abgelenkt

Anhand des "Leiterversuchs" wird folgendes deutlich: Bei einem geschlossenen Stromkreis fließen Elektronen durch die Leiter. Weil aber die Elektronen die Leiter nicht verlassen können, drückt jedes bewegte Elektron über die Lorentz-Kraft in die Ablenkrichtung. Obwohl die einzelne Kraft, die auf ein Elektron wirkt, sehr klein ist, ergibt sich in der Summe aber eine Kraft, die die Leiter ausschlagen lässt.

 

Definition Lorentz-Kraft

Die genaue Definition für die Lorentz-Kraft lautet:

"Bewegt sich ein Teilchen, das die Ladung q besitzt, mit der Geschwindigkeit v senkrecht zu den Feldlinien eines Magnetfelds mit der Flussdichte B, so wirkt die Lorentz-Kraft auf dieses Teilchen."

Der Betrag der Lorentz-Kraft ist F = q . v . B     weiter...

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