Stromrichtung

EmilLentzAusDerSchweiz · Gast

Meine Frage:
Hier ein Foto der Aufgabe:

Bild aus externem Link als Anhang eingefügt. Bitte keine solchen Links verwenden. Steffen

Also die gerade Schleife erzeugt einen Magnetfeld und diese magnetische Feldlinien gehen durch die rechte und linke Drahtschleife, aber nur die rechte Schleife induziert einen Strom, da die magnetische Flussdichte sich verändert (B). Jedoch weiss ich leider nicht in welche Richtung die Elektronen in der Drahtschleife bewegt werden, also im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn...

Meine Ideen:
Ich bräuchte unbedingt eure Hilfe.

Ich dachte noch mit der rechten Hand Regel könnte ich dies bestimmen, jedoch weiss ich nicht zurecht. Die Lentzsche Regel hat wahrscheinlich einen Einfluss aber ich komme einfach nicht auf die Richtung drauf klar, in dem der Strom fliesst.

Vielen Dank!

ML · Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3403

Hallo,

a) Im linken Ring fließt kein Strom, da sich das B-Feld durch den Ring nicht ändert.

b)
Der Strom I erzeugt ein B-Feld, das auf der rechten Seite des geraden Drahtes in die Bildebene hinein zeigt, siehe rotes (X). Wir ermitteln die Stromrichtung im rechten Ring.

Erklärung auf Grundlage des Induktionsgesetzes
Wir bezeichnen im folgenden mit

die Berandung des rechten Rings und mit

eine Fläche, die von

berandet wird. Die in die Bildschirmebene hineinzeigende Richtung (X) denken wir uns als die positive Orientierung von A. Dann muss

beim Aufstellen des Induktionsgesetzes rechtshändig dazu, also in die rote Pfeilrichtung durchlaufen werden, und es gilt mit dem Minuszeichen:

Wir versetzen uns nun in das Bezugssystem, in dem die Umrandung des Ringes ruht. Dann ist

negativ. Zusammen mit dem negativen Vorzeichen der rechten Gleichungsseite ergibt sich im Ring ein E-Feld, das in die rote Pfeilrichtung zeigt.

Die technische Stromrichtung zeigt folglich in die Pfeilrichtung, die Elektronenrichtung umgekehrt.

Erklärung auf Grundlage der Lorentzkraft
Wir versetzen uns in das System, in dem der gerade Leiter ruht und wenden die 3-Fingerregel der rechten Hand im Hinblick auf die Lorentzkraft auf alle denkbaren Leiterstücke des Rings an. Dann zeigt sich:

Im linken Teil des rechten Rings wirkt eine stromtreibende Lorentzkraft in Richtung des Uhrzeigersinns; im rechten Teil des rechten Ringes wirkt eine stromtreibende Lorentzkraft dem Uhrzeigersinn entgegen.
Da das B-Feld links größer als rechts ist, setzt sich die linke Seite durch. Es folgt eine (technische) Stromrichtung in Pfeilrichtung (Elektronenrichtung entgegengesetzt).

Nochmal mithilfe der Lenz'schen Regel
Der Induktionsstrom ist so gerichtet, dass er seiner Ursache (der Verringerung des B-Feldes) entgegenwirkt. Der Strom im rechten Ring will (innerhalb des Rings) ein B-Feld erzeugen, das in die Bildschirmebene (X) hineinzeigt. Das geht nur dann, wenn dieser (technische) Strom im Uhrzeigersinn fließt.

Viele Grüße
Michael

LenzAusDerSchweiz · Gast

Ich küsse dein Herz Michael! Vielen Dank für die ausführliche Erklärung!
Ich habe noch etwas realisiert: Könnte ich eigentlich mit der Daumenregel an der Leiterschlaufe die Stromrichtung wie "erraten"? Ich kann ja mit der Technischen Stromrichtung (generell) eine 50/50 Chance. Da ich ja aber schon weiss, dass die Magnetische Feldlinien durch die Leiterschlaufe gehen, wie du das mit dem X gezeigt hast, weiss ich ja, dass die Magnetfeldlinien von links nach rechts durchgehen und somit der Strom von Minus nach Plus wandern muss, oder liege ich da falsch?
Danke nochmals!

ML · Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3403

Hallo,

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Aus den Übungen in der UNI habe ich gelernt, dass die Drei-Finger-Regeln, rechte Hand, linke Hand ständig zu Verwechslungen bei den Studenten führt. Was gut funktioniert, ist die Korkenzieher-Regel.
1. Im Bild geht das Magnetfeld in die Bildebene
2. Die Korkenzieher-Regel sagt, für dieses Feld muß der Strom rechts herum fließen
3. Wenn man die Schleife nach rechts zieht, vermindert sich das Feld in der Schleife
4. Dies 'will' die Schleife durch ihren Strom rechts herum verhindern.