Induktion Stromrichtung?
Hallo, ich beschäftige mich grad mit der Stromrichtung des Induktionsstroms wenn man eine Leiterschleife in ein Magnetfeld hineintauch (vgl. linke Abbildung). Ich bin bei der linken Abbildung mit der Polung der Spannung total einverstanden, denn die Lorentzkraft wirkt ja nach der Linken-Hand-Regel nach links und der unten linke Teil der Leiterschleife muss negativ sein und der unten rechte Teil dementsprechend positiv. Muss aber die Stromrichtung auch nicht in Richtung der Lorentzkraft zeigen, also in diesem Fall genau das Gegenteil davon, was in der Abbildung gezeigt wird. Also ich hab mir das so vorgestellt, dass die Elektronen im unteren Teil der Leiterschleife nach links gedrückt würden und dann bewegen sie sich halt entlang der Leiterschleife oben und dann rechts usw. Mit so einer Stromrichtung hätte ich ja auch eine zweite Lorentzkraft (Daum links magnetfeld in die Papierebene hinein lorentzkraft nach oben), die auch die Bewegung der Leiterschleife hemmt und das sollte auch mit der lenzschen Regel übereinstimmen. Kann mir da jemand die Stromrichtung in der Leiterschleife für die linke Abbildung zeigen?
2 Antworten
(Ich beziehe mich auf das linke Bild.)
Da ich aber auch Schwierigkeiten mit der Richtung der induzierten Spannung habe (da gibt es mir zu viele Möglichkeiten für Denkfehler), verwende ich immer die Lenzsche Regel.
Dass im unteren Teil der Leiterschleife die Elektronen nach links gedrückt werden, ist richtig. Man sollte sich aber nicht allzusehr auf Elektronen als Ladungsträger versteifen.
Der Lorentzkraft ist das Vorzeichen der Ladung der Ladungsträger nämlich egal. Der Strom fließt immer von Plus nach Minus und man verwendet immer die rechte (niemals die linke) Hand.
Also nehmen wir die rechte Hand. Die Stromflussrichtung (Daumen) ist erstmal unbekannt, das Magnetfeld (Zeigefinger) zeigt in die Zeichnungsebene hinein und die Lorentzkraft (Mittelfinger) zeigt nach oben, also wegen der Lenzschen Regel entgegen der Bewegungsrichtung der Leiterschleife.
Damit zeigt der Daumen nach rechts, wie der rote Pfeil anzeigt. Also kommt der Strom unten rechts aus der Leiterschleife heraus. Da die Leiterschleife als Spannungsquelle wirkt, ist dort ihr Pluspol. Am Messgerät liegt dort eine positive Spannung (gegenüber der oberen Seite) an.
Die Leiterschleife wirkt als Spannungsquelle. Im Inneren einer Spannungsquelle fließt der Strom von deren Minuspol zu deren Pluspol. (So wie mit dem roten Pfeil gezeichnet.) Die Seite, wo der Strom aus der Quelle herauskommt, ist also deren Pluspol.
Die Stromrichtung ist die Bewegungsrichtung (gedachter) positiver Ladungsträger. Da die Elektronen negativ geladen sind, fließen sie dem Strom praktisch entgegen. Im Phsikunterricht wird dafür gern der Begriff "physikalische Stromrichtung" verwendet.
Kleine Falle: Technische Stromrichtung, Elektronenflussrichtung – leider entgegengesetzt.
Warum? Als die Stromrichtung fest gelegt wurde, waren die Ladungsträger noch nicht klar, und bei einer 50%-Rate-Chance, ist halt was anderes raus gekommen. Ergo: Stromrichtung ist von (+) nach (-), Elektronen fließen von (-) nach (+).
Das musst Du bei der Lorentzkraft bedenken: Die e- bewegen sich entgegen der technischen Stromrichtung. Dann passt alles wieder.
Achsoo, die Elektronen bewegen sich also entgegen des roten Pfeils und damit zeigt die Stromstärke nach rechts?
Vorsicht! Die Stromstärke ist mit der technischen Stromrichtung kolinear! Die Ladungsträger sind aber nicht, Irgendwas-+ sondern e- und bewegen sich entgegen der technischen Stromrichtung. (Jetzt keinen Knoten im Kopf bekommen.)
Mein Problem wars dann dass ich mit der linken Hand gearbeitet habe, also jetzt verstehe ich die Stromrichtung. Das geht aber in der linken Abbildung von - zu +, was der physikalischen Stromrichtung entspricht. Was hat die rechte Hand mit technischer Stromrichtung zu tun?