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:
Kombiniert man beide Felder miteinander, so hat dies Auswirkungen auf die sich bewegenden geladenen Teilchen, die das Magnetfeld erzeugen.
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Bei geschlossenem Stromkreis wird die Schaukel abgelenkt |
 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:
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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.
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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.
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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... Top |
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