Elektrodynamik

1. Die Lorentzkraft (Buch S. 10 - 19)

Der Abschnitt "wissen & verstehen" umfasst im Buch zwei Seiten.

Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter
Kraft zwischen stromdurchflossenen Leitern
Kraft auf einzelne bewegte elektrische Ladungen

Der Abschnitt "forschen & anwenden" umfasst im Buch acht Seiten mit insgesamt sieben Aufgaben:

Beispiele zum Rechnen und Überlegen
Die Lorentzkraft und ihre Einflussfaktoren
Die Lorentzkraft zwischen stromdurchflossenen Leitern
Der elektrodynamische Lautsprecher
Teilchenbeschleuniger
Der Massenspektrograf
Van-Allen-Gürtel und Polarlichter

Hinweise, Ergänzungen und Lösungen zu den Arbeitsaufgaben

1.1 Beispiele zum Rechnen und Überlegen

Ergebnisse der Rechnungen:

Lorentzkraft zwischen den Hochspannungsleitungen:
F = 3,7 N
Hochspannungsleitung im Erdmagnetfeld:
Strom von Süd nach Nord: F = 6 N (nach Westen)
Strom von Ost nach West: F = 6,7 N (Nach Süd, 26° nach unten)
Lorentzkraft auf Leiterschleife:
Linke Leiterschleife: senkrechte Stücke: F = 0,02 N; unteres horizontales Stück: F = 0,04 N; gesamt: F = 0,04 N nach unten
Rechte Leiterschleife: alle Stücke: F = 0,04 N; gesamt: F = 0 N
4. Leiterschaukel im Magnetfeld: B = 0,124 T

Magnetfeld der Erde
Kraft auf Fernleitungen (leifiphysik)

1.2 Die Lorentzkraft und ihre Einflussfaktoren (Exp.)

Anmerkung:

Die "technische Stromrichtung" ist an sich eine willkürliche Festlegung und geht vom Plus- zum Minuspol einer Stromquelle. Verwendet man die technische Stromrichtung, so kann man die Richtung der Lorentzkraft mit der Drei-Finger-Regel der rechten Hand finden (wie im Buch auf S. 10/11 dargelegt).

Im Video wird als Basis die Fließrichtung der Elektronen (vom Minus- zum Pluspol) verwendet. In diesem Fall muss man die linke Hand verwenden, um die Richtung der Lorentzkraft zu finden.

1.3 Die Lorentzkraft zwischen stromdurchflossenen Leitern (Exp.)

Zu dieser Aufgabe gibt es im eBook ein Video, das den Ablauf des Experiments zeigt. Es kann auch als Basis für die Beantwortung der Fragen verwendet werden.

1.4 Der elektrodynamische Lautsprecher (Exp.)

Zu dieser Aufgabe gibt es im eBook zwei Bilder und ein Video, das den Ablauf des Experiments zeigt. Bilder und Video können auch als Basis für die Beantwortung der Fragen verwendet werden.