Kraft auf Stromleiter - E-motor

Elektrizitätslehre

Kraft auf Stromleiter - E-motor

  • Wie lautet die „UVW- oder Dreifingerregel“?
  • Wie ist ein Elektromotor aufgebaut?
  • Wie funktioniert eine Magnetschwebebahn?

Befindet sich ein stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld, so erfährt er im allgemeinen eine Kraft (Ausnahme: Stromrichtung und Magnetfeldrichtung sind parallel oder antiparallel). Die Wirkung dieser Kraft ist am größten, wenn Stromrichtung und Magnetfeldrichtung einen Winkel von 90° bilden.

Die wirkende Kraft steht senkrecht auf der durch die technische Stromrichtung und der Magnetfeldrichtung aufgespannten Ebene. Zur Ermittlung der Kraftrichtung kann man drei Finger der rechten Hand verwenden:

UVW-Regel der rechten Hand

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.

Üblicherweise wird dieses Phänomen mit der Leiterschaukel gezeigt (vgl. hierzu das Applet von Walter Fendt). 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.

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