Stundenergebnisse 16.11.2012 -Die magnetische Feldkraft-

Stundenergebnisse 16.11.2012
-Die magnetische Feldkraft-
Durch die Versuchsreihe mit der Stromwaage hat sich ergeben, dass die Kraft F, sowohl
zur Stromstärke I, als auch zu der Länge l der Leiters im homogenen magnetischen Feld
proportional ist.
F~I => F/I ist konstant
F~L =>F/L ist konstant
Daraus folgt, dass F/I*L =konstant
Die Definition dessen ist die magnetische Feldstärke B. Die Einheit der magnetischen
Feldstärke [B] ist Tesla [1T], benannt nach Nikolei Tesla.
1T=1 N/A*m
Um die wirkende Lorenzkraft zu ermitteln lässt sich die Formel für die mag. Feldstärke
umstellen:
=> F=B*I*L (dies ist nur bei einem rechten Winkel zwischen stromdurchflossenem
Leiter und Magnetfeld gültig)
Abb. 1:
Die Abbildung stellt ein Magnetfeld dar, indem sich ein stromdurchflossener Leiter
befindet. Dieser ist zu den als Pfeile dargestellten Magnetfeldlinien, also der Richtung
des Feldes mit dem Winkel α=0° , sprich horizontal zu dem Feld. So wirkt keine Kraft F.
F=0N
Abb. 2:
Bei einer vertikalen Ausrichtung zu dem Feld (α=90°) gilt die oben genannte Formel:
F=B*I*L
Abb. 3:
Bei einem Winkel von α=30° gilt folgendes:
F=B*I*L*sinα
Der Faktor sinα ist wie folgt herzuleiten:
4.
α
Die rote Linie stellt den Leiter da. Die Grüne, ist die Länge x, des Leiters die in
Abhängigkeit zu dessen Winkel vertikal (90°) zu dem Magnetfeld stehet.
X lässt sich ermitteln, indem man den Winkel zwischen orangener und roter Linie mit
sin multipliziert.
 sinα = Gegenkathete/Hypotenuse = x/L
daraus entsteht die allgemeine Gleichung für die Kraft, die in einem magnetischen Feld
auf einen stromdurchflossenen Leiter ausgeübt wird, in Abhängigkeit zu dessen Winkel.
 F=B*I*L* sinα
David Märtins