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[quote="ML"]Hallo, [quote="Tsven"] Konkret: Woher weiß ich in welche Richtung die Elektronen "fließen" wenn die Leiterschleife in das Magnetfeld bewegt wird/fällt? [/quote] Vorsicht mit der Lorentzkraft. Diese bezeichnet nur einen Teil der elektromagnetischen Gesamtkraft [latex]\vec F = q \cdot (\vec E + \vec v_q \times \vec B)[/latex] auf eine Ladung q. Wenn Du eine Leiterschleife in einem inhomogenen Magnetfeld bewegst, wirkt i. A. sowohl eine elektrische Kraft als auch eine (magn.) Lorentzkraft auf die Leitungselektronen. Die Lorentzkraft allein sagt Dir daher nichts über die Stromrichtung aus! Die Stromrichtung folgt eindeutig aus den Maxwellgleichungen und dem Ohmschen Gesetz. In der Schule wird meist die Lenz'sche Regel angewendet. Diese reicht aus, um die Stromrichtung zu bestimmen. Die Lenz'sche Regel sagt aus, dass der induzierte Strom seiner Ursache entgegen wirkt. Ursache ist bei Deinem Beispiel die zeitliche Änderung des magn. Flusses durch eine (beliebige*) von der Leiterschleife berandeten Fläche. Beispiel zur Anwendung: Zunächst legst Du Dich auf eine Flächenorientierung fest. Ich denke, Du gehst von einer horizontal liegenden Schleife aus. Wir legen uns auf die Orientierung "von oben nach unten" fest. Das bedeutet: Wenn eine B-Feldlinie von oben nach unten durch die Fläche sticht, dann geht sie "positiv" in den Fluss ein, sonst negativ. Nun schaust Du für den Zeitpunkt [latex]t[/latex], der Dich interessiert, ob der Fluss durch diese Fläche mit der Zeit größer wird, gleich bleibt oder kleiner wird. - Wenn der Fluss größer wird, erzeugt der induzierte Strom innerhalb der berandeten Fläche ein Magnetfeld "von unten nach oben". - Wenn sich der magn. Fluss zum betrachteten Zeitpunkt nicht ändert, ist I=0. - Wenn der magn. Fluss kleiner wird, erzeugt der Strom innerhalb der berandeten Fläche ein Magnetfeld "von oben nach unten". Den Zusammenhang zwischen Strom- und Magnetfeldrichtung findest Du mit der rechten Handregel. Den Zusammenhang von der Richtung der Elektronen und der Magnetfeldrichtung findest Du mit der Linke-Handregel. Viele Grüße Michael * Es gibt viele Flächen, die von dem Draht berandet werden. Der magn. Fluss durch all diese Flächen ist jedoch gleich groß. Das ist eine Folge aus der Maxwellgleichung div B =0.[/quote]
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franz
Verfasst am: 18. Apr 2016 09:33
Titel: Re: Fallende geschlossene Leiterschleife
Tsven hat Folgendes geschrieben:
Meine Aufzeichnung (aus der Schule) [...]
Kann man die mal ansehen?
ML
Verfasst am: 18. Apr 2016 01:10
Titel: Re: Fallende geschlossene Leiterschleife
Hallo,
Tsven hat Folgendes geschrieben:
Konkret: Woher weiß ich in welche Richtung die Elektronen "fließen" wenn die Leiterschleife in das Magnetfeld bewegt wird/fällt?
Vorsicht mit der Lorentzkraft. Diese bezeichnet nur einen Teil der elektromagnetischen Gesamtkraft
auf eine Ladung q. Wenn Du eine Leiterschleife in einem inhomogenen Magnetfeld bewegst, wirkt i. A. sowohl eine elektrische Kraft als auch eine (magn.) Lorentzkraft auf die Leitungselektronen. Die Lorentzkraft allein sagt Dir daher nichts über die Stromrichtung aus!
Die Stromrichtung folgt eindeutig aus den Maxwellgleichungen und dem Ohmschen Gesetz. In der Schule wird meist die Lenz'sche Regel angewendet. Diese reicht aus, um die Stromrichtung zu bestimmen.
Die Lenz'sche Regel sagt aus, dass der induzierte Strom seiner Ursache entgegen wirkt. Ursache ist bei Deinem Beispiel die zeitliche Änderung des magn. Flusses durch eine (beliebige*) von der Leiterschleife berandeten Fläche.
Beispiel zur Anwendung:
Zunächst legst Du Dich auf eine Flächenorientierung fest. Ich denke, Du gehst von einer horizontal liegenden Schleife aus.
Wir legen uns auf die Orientierung "von oben nach unten" fest. Das bedeutet: Wenn eine B-Feldlinie von oben nach unten durch die Fläche sticht, dann geht sie "positiv" in den Fluss ein, sonst negativ.
Nun schaust Du für den Zeitpunkt
, der Dich interessiert, ob der Fluss durch diese Fläche mit der Zeit größer wird, gleich bleibt oder kleiner wird.
- Wenn der Fluss größer wird, erzeugt der induzierte Strom innerhalb der berandeten Fläche ein Magnetfeld "von unten nach oben".
- Wenn sich der magn. Fluss zum betrachteten Zeitpunkt nicht ändert, ist I=0.
- Wenn der magn. Fluss kleiner wird, erzeugt der Strom innerhalb der berandeten Fläche ein Magnetfeld "von oben nach unten".
Den Zusammenhang zwischen Strom- und Magnetfeldrichtung findest Du mit der rechten Handregel. Den Zusammenhang von der Richtung der Elektronen und der Magnetfeldrichtung findest Du mit der Linke-Handregel.
Viele Grüße
Michael
* Es gibt viele Flächen, die von dem Draht berandet werden. Der magn. Fluss durch all diese Flächen ist jedoch gleich groß. Das ist eine Folge aus der Maxwellgleichung div B =0.
Tsven
Verfasst am: 17. Apr 2016 18:27
Titel: Fallende geschlossene Leiterschleife
Meine Frage:
Hallo,
Ich habe eine Frage zum Thema Elektromagnetismus: Ich habe eine geschlossene Leiterschleife und lasse diese in ein Magnetfeld fallen. Meine Aufzeichnung (aus der Schule) zeigt nun, dass eine Lorentzkraft nach oben, also entgegengesetzt der Fallrichtung wirkt und den Beschleunigungsvorgang abbremst.
Konkret: Woher weiß ich in welche Richtung die Elektronen "fließen" wenn die Leiterschleife in das Magnetfeld bewegt wird/fällt?
Meine Ideen:
Als wir den Induktionsstrom bei einer Leiterflächenänderung behandelt haben, galt die Bewegungsrichtung des Leiterrahmens als Richtung und deshalb konnte klar gesagt werden, dass die Lorentzkraft nach unten wirkt und die elektrische nach oben.
Jetzt frage ich mich, warum im obigen Beispiel die Lorentzkraft nach der Drei-Finger-Regel nicht nach links wirkt?
Danke im Voraus!!