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