|
gehe zu:
Kräfte auf parallele Leiter Wir wollen in diesem
Kapitel über die Kräfte sprechen, die zwischen stromdurchflossenen parallelen
Leitern auftreten. Diese Kraft wurde auch zwischen 1948
und 2019 zur Definition der Einheit 1 Ampere benutzt. Hierzu muss man
Kenntnisse über die Lorentzkraft
und das Magnet- feld gerader Leiter haben. Hier
eine kurze Zusammenfassung : Lorentzkraft
Magnetfeld
Warum gibt es Kräfte ? Hierzu schaut man sich zunächst einmal das
Gesamtmagnetfeld an, das zwei Leiter erzeugen, wenn sie parallel zueinander
liegen. (hierzu gab es schon eine Beispielaufgabe) 1. Fall: Gleiche Stromrichtung
Erläuterung der Abbildung: Es wird der Aufbau im Querschnitt gezeigt. Der Strom
(technische Stromrichtung) fließt aus der Ebene heraus (Punkt). Man
benutzt die Rechte-Faust-Regel um die Feldlinienrichtung zu
bestimmen. Die Richtung wird durch die Pfeile angegeben. Man erkennt,
dass sich das Magnetfeld zwischen den Leitern abschwächt, da die
Feldlinien der Einzelleiter (rot, blau) dort in entgegengesetzte
Richtungen zeigen. Außerhalb findet eine leichte Verstärkung statt
(gleiche Pfeil- richtung). Dies sieht also folgendermaßen aus.
Die Leiter befinden sich jeweils im Magnetfeld des
anderen Leiters (gestrichelte Linien), so dass die Voraussetzungen für
eine Lorentz- kraft vorliegen. Diese Lorentzkraft zeigt zum
schwächeren Magnet- feld, also zum anderen
Leiter hin. Auch die Drei-Finger-Regel der rechten Hand kommt zu diesem Ergebnis. Die Leiter
bewegen sich also aufeinander zu. 2. Fall: entgegengesetzte Stromrichtung Für die entgegengesetzte Richtung ergeben sich
entsprechende Ab- bildungen.
Magnetfeldverstärkung zwischen den Leitern; Pfeile
zeigen in die gleiche Richtung.
Die Lorentzkräfte zeigen weg von den Leitern. Die
Leiter entfernen sich voneinander. Das folgende Video zeigt dies noch einmal im
Experiment:
Für die Berechnung der Kräfte braucht man die Formel
für die Lorentzkraft
auf einen Leiter im Magnetfeld und die Berechnung
der Es gilt dann:
Zusammenfassung
Definition der Einheit 1 Ampere Setzt man jetzt für I1 = I2 = 1 A
und für r = 1m ein, erhält man eine Kraft von F = 2∙10−7 N pro
Meter. Dies hängt mit der Definition der Einheit 1 Ampere
zusammen. Es galt nämlich bis zum Jahr 2019. Die Stromstärke
1 Ampere liegt vor, wenn auf zwei parallele Leiter im Abstand von 1
m pro Meter eine Kraft von 2∙10−7 N einwirkt.
Quelle: wikipedia gehe zu:
zurück zu weiter zu zurück zu: Übersicht
„Felder“ weiter zu: Übersicht
„Induktion“ |
