Elektrizitätslehre & Magnetismus

Die Lorentzkraft steht stets senkrecht zur Geschwindigkeit r v , sie ändert nur die Richtung
von r v , nicht aber deren Betrag !
Aufgaben:
1) Zeichnen Sie in folgende Bilder ein, wie jeweils die Ladung abgelenkt wird:
B
B
e -
B
p+
e -
2) Durch einen 10 cm langen Draht fliesst ein Strom von 3.5 A. Welche Kraft wirkt auf den
Draht, wenn dieser sich einfach im Erdmagnetfeld (B = 0.5⋅10 -4 T) befindet und...
a) der Strom von West nach Ost fliesst? Richtung?
b) der Strom von Süd nach Nord fliesst? Richtung?
3) Ein Elektron fliegt senkrecht zum Erdmagnetfeld mit einer Geschwindigkeit von
500 m/s. Berechnen Sie die Kraft, die es erfährt.
4) Situation: Ein Proton aus dem Sonnenwind gelangt ins Erdmagnetfeld. Welche weitere
Bewegung führt das Proton in Bild 2 von Aufgabe 1 aus?
Lösungen von S. 19:
2) a) F = 1.75⋅10 -5 N, entgegen F G b) Keine Kraftwirkung, Stromrichtung und B parallel
3) F = 4⋅10 -21 N
4) Siehe Exp: Fadenstrahlrohr (Impulse S. 252) → geladene Teilchen umkreisen magn.
Feldlinien, sie sind gefangen wie in einer „magn. Flasche“
"Paradoxien sind nützlich, wenn man auf bestimmte Ideen
5.5. Magnetische Induktion
Impulse S. 257ff
aufmerksam machen will." Mandell Creighton
Im vorhergehenden Abschnitt haben wir gesehen, dass Magnetfelder Ströme und bewegte
Ladungen beeinflussen (→Lorentzkraft: Kraft senkrecht zum Strom oder zur Bewegungsrichtung).
Die bereits existierenden Ströme wurden dabei nur aus ihrer Richtung abgelenkt,
der Strom wurde dabei nicht verkleinert oder vergrössert.
In diesem wichtigen Abschnitt werden wir jetzt sehen, wie man durch Magnetfelder
Ströme erzeugen (magn. Induktion) kann. Der Begriff des Wechselstromes wird dabei
eine wichtige Bedeutung erlangen. Die Entdeckung des Prinzipes zur Erzeugung von
Wechselstrom bildete den eigentlichen Durchbruch für die „Einführung“ der Elektrizität in
unseren Alltag.
Elektrizitätslehre und Magnetismus 19