Befindet sich ein stromdurchflossener Draht in einem Magnetfeld, wirken die beiden Felder aufeinander ein, und der Draht erfährt eine Kraft: der Motoreffekt. Die Kraft ist am größten, wenn der Draht senkrecht zum Feld steht. Ihr Betrag ist F = B I l, wobei B die magnetische Flussdichte in Tesla (T) ist, I die Stromstärke in Ampere und l die Länge des Drahtes im Feld in Metern.
Die Linke-Hand-Regel nach Fleming gibt die Richtung an: Der Zeigefinger zeigt entlang des Feldes (Nord nach Süd), der Mittelfinger entlang des Stroms (von Plus nach Minus), und der Daumen zeigt die Bewegung. In einem Gleichstrommotor sitzt eine Spule in einem Magnetfeld; die Kräfte auf gegenüberliegende Seiten wirken in entgegengesetzte Richtungen, sodass sie sich dreht. Ein Kommutator mit geteiltem Ring (Stromwender) kehrt den Strom bei jeder halben Umdrehung um, damit sie sich weiter in dieselbe Richtung dreht. Auch Lautsprecher nutzen den Motoreffekt.
Beispiel mit Lösung
Ein 0.5 m langer Draht führt 2 A senkrecht zu einem 0.1-T-Feld. Wie groß ist die Kraft?
- F = B I l.
- F = 0.1 × 2 × 0.5.
Antwort:F = 0.1 N.
Schlüsselwörter
- Motoreffekt
- Kraft auf einen stromdurchflossenen Draht in einem Magnetfeld
- magnetische Flussdichte
- Stärke eines Feldes, in Tesla
- Linke-Hand-Regel nach Fleming
- ermittelt die Richtung der Kraft
- Kommutator (Stromwender)
- kehrt in einem Gleichstrommotor bei jeder halben Umdrehung den Strom um
Jedes Mal neue Fragen.
Mit Bezug auf NGSS: HS-PS2-5