Kraft auf einen stromdurchflossenen elektrischen Leiter im Magnetfeld

Kraft auf einen stromdurchflossenen elektrischen Leiter im Magnetfeld
Der Leiterschaukelversuch (1)
Befindet sich ein stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld, so erfährt er i. a. eine
Kraft (Ausnahme: Stromrichtung und Magnetfeldrichtung sind parallel oder
antiparallel).
Die Kraftwirkung ist am größten, wenn Stromrichtung und Magnetfeldrichtung einen
Winkel von 90° bilden.
Üblicherweise wird dieses Phänomen mit der Leiterschaukel gezeigt. Man kann die
Kraftwirkung aber auch demonstrieren, wenn man durch eine beweglich gelagerte
kurze Stativstange einen Strom fließen lässt.
Die beiden folgenden Animationen zeigen die Richtung der Kraft bei verschiedenen
Stromrichtungen.
Würde man bei den obigen Versuchen jeweils die Magnetfeldrichtung umkehren, so
würde sich auch die Richtung der Kraft auf den beweglichen Leiter umkehren. Im
linken Bild würde sich dann der Leiter nach rechts, im rechten Bild nach links
bewegen.
Allen Fällen ist gemeinsam, dass die wirkende Kraft senkrecht auf der durch die
technische Stromrichtung und der Magnetfeldrichtung aufgespannten Ebene steht.
Zur Ermittlung der Kraftrichtung kann man drei Finger der rechten Hand verwenden:
Ursache für das Phänomen ist der Strom.
Der Daumen der rechten Hand zeigt in die technische Stromrichtung (von +
nach -).
Vermittlung bei diesem Prozess ist das Magnetfeld.
Der Zeigefinger der rechten Hand zeigt in Magnetfeldrichtung (von N
nach S).
Wirkung ist bei diesem Prozess die Kraft auf den stromdurchflossenen
Leiter. Der Mittelfinger der rechten Hand gibt die Kraftrichtung an:
(Bewegung des Leiters)
UVW – Regel der rechten Hand
Ursache:
Strom (+  -)
Vermittlung:
Magnetfeld (N  S)
Wirkung:
Kraft auf den Leiter (Bewegungsrichtung)
Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie
(elektromotorisches Prinzip)