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Aufgabe

Induktionsspannung im metallischen Leiter

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Bewegter gerader Leiter im Magnetfeld

Ein metallischer Leiter wird wie in Abb. 1 senkrecht zu den Feldlinien (grün) eines in die Zeichenebene hinein gerichteten Magnetfeldes bewegt.

a)Trage die Kraftrichtung auf die negativen und auf die positiven Ladungsträger im Leiter ein.

b)Gib an, welches Leiterende positiv und welches negativ geladen wird.

c)Erläutere, welche Ladungsträger sich in dem Leiter verschieben.

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Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Kräfte auf die Ladungen im Leiter

a)Die Kraftrichtung bestimmst du mit der Drei-Finger-Regel der rechten Hand für positive Ladungsträger und der Drei-Finger-Regel der linken Hand für negative Ladungsträger

  • Daumen in Richtung der Geschwindigkeit \(v\), also hier nach oben
  • Zeigefinger in Richtung der Magnetfeldlinien, hier in die Ebene hinein
  • Mittelfinger zeigt die Richtung der Kraft auf die Ladungsträger an, dabei gilt:
    • positive-Ladungen: Rechte Hand, also hier nach Kraft nach links
    • negative-Ladungen: Linke Hand, also hier Kraft nach rechts

b)Das linke Leiterende wird positiv, das rechte negativ.

c)Im Leiter verschieben sich lediglich die negativen Ladungsträger, die Elektronen. Nur diese sind im Leiter relativ frei beweglich.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Induktion und Transformator

Elektromagnetische Induktion