Elektrizitätslehre – Lorentzkraft
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Elektrizitätslehre – Lorentzkraft Grundkurs PH 11 Lorentzkraft auf bewegte LT im Magnetfeld Experiment: Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 20.03.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Elektrizitätslehre – Lorentzkraft Grundkurs PH 11 Lorentzkraft auf bewegte LT im Magnetfeld U-V-W-Regel: Linke Hand Ursache Vermittlung Wirkung Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 20.03.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Elektrizitätslehre – Lorentzkraft Grundkurs PH 11 Lorentzkraft auf bewegte LT im Magnetfeld Experiment: Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 Vorhersagen mittels Applet 20.03.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Grundkurs PH 11 Elektrizitätslehre – Lorentzkraft Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 20.03.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Elektrizitätslehre – Lorentzkraft Grundkurs PH 11 Lorentzkraft auf bewegte LT im Magnetfeld Mathematisch: B = F I⋅l FL = B ⋅ I ⋅ l Q FL = B ⋅ ⋅l t l FL = B ⋅ Q ⋅ t FL = Q ⋅ v ⋅ B Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 F := Lorentzkraft I := Stromstärke durch den Leiter l := Länge des Leiters I = Q t ? = l t Bedingung: ⃗v ⊥ ⃗ B , ⃗v ⊥ ⃗ F, ⃗ F ⊥ ⃗ B 20.03.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Elektrizitätslehre – Lorentzkraft Grundkurs PH 11 Lorentzkraft auf bewegte LT im Magnetfeld Die Lorentzkraft ist die Kraft, die auf einzelne bewegte LT in einem Magnetfeld wirkt. Unter der Voraussetzung, dass die Bewegung geladener Teilchen senkrecht zur Richtung des MF verläuft, kann der Betrag der Lorentzkraft berechnet werden mit der Gleichung: Q – Ladung des Teilchens FL = Q ⋅ v ⋅ B v – Geschw. der geladenen Teilchen v⃗ ⊥ ⃗ B , ⃗v ⊥ ⃗ F, ⃗ F ⊥⃗ B B – magnetische Flussdichte Die Lorentzkraft wirkt senkrecht zur Bewegungsrichtung und senkrecht zur Richtung des MF. Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 20.03.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Elektrizitätslehre – Lorentzkraft Grundkurs PH 11 Lorentzkraft auf bewegte LT im Magnetfeld Schlussfolgerungen aus der Gleichung und den Bedingungen: LB S. 109 unten S. 110 Mitte bearbeiten F L = Q ⋅ v ⋅ B ⋅ sin Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 v ; B 20.03.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Elektrizitätslehre – Lorentzkraft Lehrbuch S. 125, Aufgabe 30 Grundkurs PH 11 Übungsaufgaben: Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 20.03.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Elektrizitätslehre – Lorentzkraft Lehrbuch S. 125, Aufgabe 30 Grundkurs PH 11 Übungsaufgaben: Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 20.03.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Elektrizitätslehre – Lorentzkraft Grundkurs PH 11 Übungsaufgabe: LB S. 125, 31a Auf eine 45 mm lange Plastikhülse mit einem Durchmesser von 8,0 mm ist auf 40 mm Länge einlagig und lückenlos Kupferdraht (Durchmesser 0,10 mm) gewickelt. Durch den Draht fließt ein Strom von 50 mA. Welche magnetische Flussdichte ist dann im Inneren der Hülse vorhanden? Berechnen Sie. Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 20.03.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Elektrizitätslehre – Lorentzkraft Grundkurs PH 11 Übungsaufgaben: Gesucht: Gegeben: B in T l = 40 mm d1 = 8,0 mm d2 = 0,1 mm I = 50 mA Analyse: = ... = ... = ... = ... Gesetzmäßigkeiten: B = μ 0 ⋅μ r ⋅ N⋅I l Lösung: Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 20.03.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Grundkurs PH 11 Elektrizitätslehre – Lorentzkraft Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 20.03.2011, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz
