Grundwissen

Elektromagnetische Kräfte

Die Gravitationskraft zwischen zwei Massen ist stets anziehend. Im Gegensatz dazu können elektrische und magnetische Kräfte anziehend oder abstoßend sein.
Wie bei der Gravitationskraft nimmt die Kraftwirkung mit dem Abstand der Wechselwirkungspartner ab.

Elektrische Kraft:

  • Es gibt zwei verschiedene Ladungsarten, die positive Ladung (meist durch rote Farbe gekennzeichnet) und die negative Ladung (meist durch blaue Farbe gekennzeichnet).
  • Ladungen sind die Ursache für das Auftreten elektrischer Kräfte.

Das Grundgesetz der Elektrostatik (Lehre von ruhenden elektrischen Ladungen) besagt:

  • Gleichnamig geladene Körper stoßen sich ab

 
  • Ungleichnamig geladene Körper ziehen sich an

Ähnlich wie bei der Gravitationskraft gilt hier:

  • Der Betrag der (anziehenden oder abstoßenden) Kraft wächst (bei festem Abstand) der geladenen Körper mit dem Betrag der beteiligten Ladungen Q1 und Q2.

 

 

  • Bei festen Beträgen der Ladungen wächst die anziehende bzw. abstoßende Kraft mit der Verringerung des Abstands zwischen den geladenen Körpern.

Hinweise:

  • Ein Elektron (trägt eine negative Elementarladung) und ein Proton (trägt eine positive Elementarladung) bilden zusammen das Wasserstoffatom. Die elektrische Kraft zwischen Elektron und Proton ist etwa um 40 Größenordnungen (1040) stärker als die Gravitationskraft zwischen diesen beiden Partnern.
  • Auch bei elektrischen und magnetischen Kraftwirkungen gilt das Wechselwirkungsgesetz von Newton. Die Kraft von der linken auf die rechte Ladung (actio) ist von gleichem Betrag aber entgegengesetzter Richtung wie die Kraft von der rechten auf die linke Ladung (reactio).

Magnetische Kraft:

  • Es gibt zwei verschiedene Magnetpole, den magnetischen Nordpol (meist durch rote Farbe gekennzeichnet) und den magnetischen Südpol (meist durch grüne Farbe gekennzeichnet).
  • Magnetpole sind die Ursache für das auftreten magnetischer Kräfte.

Das Grundgesetz der Magnetostatik (Lehre von ruhenden magnetischen Polen) besagt:

  • Gleichnamig Pole stoßen sich ab

 

 
  • Ungleichnamige Pole ziehen sich an

Ähnlich wie in der Elektrostatik gilt hier:
  • Der Betrag der (anziehenden oder abstoßenden) Kraft wächst (bei festem Abstand) der Magnete mit der "Stärke" der Magnetpole.
  • Bei festen "Stärken" der Magnetpole wächst die anziehende bzw. abstoßende Kraft mit der Verringerung des Abstands zwischen den Magneten.

Hinweise:

  • Anstelle der Dauermagnete könnte man sich auch von Gleichstrom durchflossene Spulen denken.
  • Während es isolierte positive und negative elektrische Ladungen gibt, treten die Magnetpole nicht isoliert auf. Man sagt: es gibt keinen magnetischen Monopol. Stabmagnete haben immer zwei Pole, man spricht von einem Dipol.
  • Magnetpole einerseits und elektrische Ladungen andererseits sind sehr verschiedene Dinge. Verwechsle sie nicht!