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Alexander Fufaev

Drei-Finger-Regel: Leiterschleife

aus dem Bereich: Quests
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Deine Aufgabe ist...

Sechste Übung zur UVW-Regel
Zur sechsten Übung zur UVW-Regel

Du hast eine Leiterschleife, die in die obere Hälfte (dort sind 2 Elektronen eingezeichnet) und die untere Hälfte (dort sind auch 2 Elektronen) unterteilt ist. Du drehst nun diese Leiterschleife so, dass der obere Teil der Leiterschleife in den Bildschirm hinein bewegt wird, während der untere Teil der Schleife dementsprechend aus dem Bildschirm hinaus bewegt wird. Das Magnetfeld verläuft vom Nordpol zum Südpol, also nach unten.

Bestimme für jedes eingezeichnete Elektron die Lorentzkraft-Richtung. Verursacht denn die Drehung einen elektrischen Strom?

Allgemeine Lösungstipps

Benutze die Erklärung der Drei-Finger-Regel.

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Lösung 6 zur Drei-Finger-Regel
Lösung 6 zu Drei-Finger-Regel

Bei diesem Problem verwendest Du die linke Hand, da es sich um bewegte Elektronen handelt.

Betrachte zuerst die obere Hälfte der Leiterschleife. Sie wird ja - laut dem Bild - in den Bildschirm hinein gedreht. Das heißt: ein Elektron, welches im oberen Teil der Leiterschleife sitzt, wird ebenfalls in den Bildschirm hinein bewegt, weshalb Dein Daumen in den Bildschirm hinein reichen muss.
Das Magnetfeld ist nach unten gerichtet, also muss Dein Zeigefinger der linken Hand nach unten zeigen.
Die Lorentzkraft auf die obere Hälfte der Leiterschleife wirkt also - nach rechts!

Während die obere Hälfte der Leiterschleife in den Bildschirm hinein gedreht wird, wird die untere Hälfte deshalb aus dem Bildschirm hinaus gedreht. Damit werden untere 2 Elektronen ebenfalls aus dem Bildschirm hinaus bewegt. Das Magnetfeld zeigt immernoch nach unten.
Daumen hinaus, Zeigefinger nach unten - ergibt eine Lorentzkraft nach links!

Die Lorentzkraft wirkt sowohl bei der unteren als auch bei der oberen Hälfte entlang des Leiters (außer bei den beiden seitlichen Elektronen, die für den Stromfluss jedoch keine Rolle spielen, weil sie ja den Strom nicht behindern). Durch die oben behandelte Drehung der Leiterschleife entsteht also ein elektrischer Strom im Uhrzeigersinn

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