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Aufgabe

Parallele Leiter

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

a)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Parallele, stromdurchflossene Leiter

Zwei lange, parallele Leiter werden wie im Fall a) gleichsinnig vom Strom durchflossen.

Begründe mit Hilfe einer klaren, aussagekräftigen Skizze, ob sich die beiden Leiter anziehen oder abstoßen.

b)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Parallele, gegensinnig durchflossene Leiter

Nun fließt der Strom gegensinnig durch die beiden Leiter. Erläutere, welche Auswirkungen dies hat.

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a)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 3 Anziehung bei gleichsinnigem Stromfluss

Der rechte Leiter befinde sich im Magnetfeld des linken Leiters. Die Feldrichtung wird mit der ersten Rechten-Faust-Regel ermittelt.

Die Kraftrichtung auf den rechten Leiter bekommst du mit der Drei-Finger-Regel der rechten Hand (Daumen: Richtung des Stromes; Zeigefinger: Richtung des Magnetfeldes; Mittelfinger: Kraftrichtung). Hier zeigt die Kraftrichtung in Richtung des andern Leiters. Die beiden Leiter ziehen sich also an.

Natürlich kannst du genauso gut die Kraft auf den linken Leiter bestimmen, der sich im Magnetfeld des rechten Leiters befindet. Auch hier kommst du auf eine anziehende Kraft.

Ergebnis: Zwei parallele, gleichsinnig vom Strom durchflossene Leiter ziehen sich an.

b)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 4 Abstoßung der Leiter bei gegensinnigem Stromfluss

Werden die beiden Leiter gegensinnig vom Strom durchflossen, so kehrt sich in der Betrachtung von a) entweder die Richtung des Magnetfeldes um oder die Richtung des Stromflusses durch den zweiten Leiter. Daher kommt es bei gegensinnigem Stromfluss zu einer Abstoßung der beiden Leiter.

Hinweis: Die Kraftwirkung zwischen parallelen Leitern wurde früher zur Definition der Stromstärkeeinheit Ampere verwendet.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Kraft auf Stromleiter - E-Motor