Bewegter Leiter im Magnetfeld / Induktion / Rechthandregel?

Simon4 · Anmeldungsdatum: 18.06.2006 Beiträge: 139

Der Hufeisenförmige Körper wird durch ein Magnetfeld V, welches in Blickrichtung 'geht', mit der Geschwindigkeit F bewegt.

Gemäss der Formel für die Lorentzkraft wirkt also eine Kraft auf die frei-beweglichen Elektronen des Leiters.

Dies hat zur Folge, dass eine Spannung entsteht (Induktionsspannung) und ein Strom fliessen kann.

Nur kann ich das ganze nicht mit der 'Rechthandregel' unter einen Hut bringen.
Der Daumen enspricht dem Richtungvektor von v, also nach rechts. Der Zeigefinger dem magnetischen Feld, also in Blickrichtung. Das hat zur Folge, dass der Mittelfinger (also die Lorentzkraft) nach oben zeigt, was aber heissen müsste, dass der negative Pol oben, und nicht unten sein müsste.

Wo überlege ich falsch?

Danke smile

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Simon4 · Anmeldungsdatum: 18.06.2006 Beiträge: 139

Warum gilt die Rechthandregel für positive Ladungsträger? Die Lorentzkraft wirkt doch auf bewegte Ladungen, also Elektronen und damit negative Ladungsträger. Wenn sich diese nach oben bewegen, so hab ich mir das überlegt, wäre auch oben der negative Pol... Irgendwie blick ich noch nicht ganz durch.

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Allgemein gilt die Rechte-Hand-Regel ja für das Kreuzprodukt.

Zeigt der Daumen Richtung a und der Zeigefinger Richtung b, so repräsentiert der Mittelfinger die Richtung des entstandenen Vektors c, der ja senkrecht auf der von a und b aufgespannten Ebene steht.

Die vektorielle Schreibweise der Lorentzkraft sieht ja aber wie folgt aus:

Wenn du jetzt an Stelle von a, b und c die Vektoren v, B und F benutzt, kommst du bei der 'physikalischen Variante' der Rechten-Hand-Regel raus. Entscheidend ist jetzt das q, also die Ladung des Teilchens dass die Lorentzkraft erfahren soll. Ist es positiv, so ist F wirklich in Richtung des Mittelfingers zeigend. Ist es negativ, kehrt sich die Richtung des Vektors um.

Aus der vektoriellen Form der Formel für die Lorentzkraft folgt also, dass die Rechte-Hand-Regel direkt nur für positive q gilt. Für negative Ladungsträger wie z.B. Elektronen ist es genau andersherum, was man eben z.B. mit der linken Hand erreichen kann.

Ist das so vielleicht nachvollziehbarer für dich?

Simon4 · Anmeldungsdatum: 18.06.2006 Beiträge: 139

Ok, jetzt verstehe ich es! smile

Danke vielmals.

Simon4 · Anmeldungsdatum: 18.06.2006 Beiträge: 139

Hab glaubs auch rausgefunden, wo die Fehlerquelle war:

Das ist ja im Grunde dieselbe Formel, nur auf einen stromdurchflossenen Leiter und nicht eine einzelne Ladung. Und da man hier I eigentlich immer positiv annehmen kann, habe ich es wohl einfach auf

übernommen, ohne zu überlegen, dass die Ladung q ja positiv und negativ sein kann.

Simon4 · Anmeldungsdatum: 18.06.2006 Beiträge: 139

Jetzt bin ich beim nächsten Problem angelangt.

Und zwar bei der Herleitung des Induktionsgesetzes.

Also der Ansatz ist ja, dass die Lorentzkraft gleich der Kraft aus dem elektrischen Feld ist, welches durch die Ladungstrennung entsteht:

Nun lese ich aber überall die Formel:

Nun verstehe ich nicht ganz, wie man die Spannung als Produkt der elektrischen Feldstärke und der Breite des Leiters im Magnetfeld berechnen kann...

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg