Was ist die Lorentzkraft?

Die Lorentzkraft wurde von dem niederländischen Physiker Hendrik Antoon Lorentz entdeckt und beschreibt einfach gesagt, die Kraft, die auf einzelne bewegte elektrische Ladungen innerhalb eines Magnetfeldes einwirkt. Eine Defintionsmöglichkeit und die physische Formel, mit der die Lorentzkraft berechnet wird ist folgende: 

"Bewegt sich ein Teilchen, das die Ladung q besitzt, mit der Geschwindigkeit v senkrecht zu den Feldlinien eines Magnetfelds mit der Flussdichte B, so wirkt die Lorentzkraft auf dieses Teilchen."

       F = q * v * B

Um die Lorentzkraft allerdings tatsächlich zu verstehen, sollten erst einmal ein paar Grundlagen geklärt werden. Zu diesen Grundlagen, gehören die Magnete mit Ihren Magnetfeldern. Wie allgemein bekannt, haben Magnete zwei Pole, den Nordpol und den Südpol. Nähert man zwei unterschiedliche Pole, ziehen sich diese an, zwei gleiche Pole stoßen sich ab. Nähern wir nun einen Magneten an ein ferromagnetisches Material, wie beispielsweise Eisen, wird es angezogen, das heißt, das Eisen bewegt sich in Richtung des Magneten innerhalb des sogenannten magnetischen Feldes. Das Magnetfeld kann durch Feldlinien aufgezeigt werden. Diese Feldlinien fließen generell vom Nord- zum Südpol und schneiden sich nie.

So viel dazu. Kommen wir nun zur Lorentzkraft. Diese beginnt zu wirken, wenn wir nun einen elektrisch geladenen Leiter zwischen den vorher erwähnten Feldlinien des Magnetfeldes platzieren. Der elektrische Leiter wird durch die Lorentzkraft bewegt.

Wie kann man die Richtung der Lorentzkraft bestimmten?

Um die Richtung der Lorentzkraft zu bestimmen, das bedeutet, ob sich der in unserem oberen Beispiel beschriebene Leiter nach rechts oder links bewegt, können die Linke Hand Regel und die Rechte Hand Regel zur Hilfe genommen werden. Fließt der Strom von - nach + wird die Linke Hand Regel angewendet und andersherum von + nach - die Rechte Hand Regel. Es werden genau drei Finger beobachtet, der Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger. Egal welche der beiden Regeln wir verwenden, der Daumen stellt jeweils den Ursprung dar, also die Richtung des Elektronenstroms. Der Zeigefinger die Richtung des magnetischen Feldes, also die Richtung der Feldlinien und der Mittelfinger repräsentiert die Richtung der Kraft. Also das was wir sehen, bewegt sich der Leiter nach links, zeigt auch der Mittelfinger nach links und andersherum. Diese Regel wird auch UVW-Regel genannt, U steht hierbei für Ursache (Daumen), V für Vermittlung (Zeigefinger) und W für Wirkung (Mittelfinger).

Profitiert wird von der Lorentzkraft in vielen physikalischen Experimenten und auch in technischen Anwendungen wie Elektromotoren, Generatoren oder Fernsehern ist es ein grundlegendes Prinzip. Falls Sie mehr darüber erfahren möchten oder weitere Fragen zum Thema Magnetismus haben, können Sie jederzeit unser Fachpersonal kontaktieren.