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Level 3
Level 3 setzt die Grundlagen der Vektorrechnung, Differential- und Integralrechnung voraus. Geeignet für Studenten und zum Teil Abiturienten.

Formel: Zwei stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld Magnetische Kraft   Elektrischer Strom   Länge   Abstand  

\[ F ~=~ \frac{\mu_0 \, L}{2 \pi} \, \frac{I_1 \, I_2}{r} \] \[ F ~=~ \frac{\mu_0 \, L}{2 \pi} \, \frac{I_1 \, I_2}{r} \] \[ I_1 ~=~ \frac{2\pi \, r}{\mu_0 \, L} \, \frac{F}{I_2} \] \[ I_2 ~=~ \frac{2\pi \, r}{\mu_0 \, L} \, \frac{F}{I_1} \] \[ L ~=~ \frac{2\pi \, r}{\mu_0} \, \frac{F}{I_1 \, I_2} \] \[ r ~=~ \frac{\mu_0 \, L}{2 \pi} \, \frac{I_1 \, I_2}{F} \] Formel umstellen
Lorentzkraft zwischen zwei stromdurchflossenen Leitern

Magnetische Kraft

\( F \)
Einheit \( \text{N} \)
Der magnetische Anteil der Lorentzkraft wirkt auf einen stromdurchflossenen Leiter, weil dieser sich im Magnetfeld befindet, welches vom anderen stromdurchflossenen Leiter erzeugt wird.

Beide, parallel zueinander liegende, dünne Leiter erfahren gleich große Kraft. Je nach Richtung des elektrischen Stroms, ist sie abstoßend oder anziehend.

Elektrischer Strom

\( I_1 \)
Einheit \( \text{A} \)
Ladung pro Zeiteinheit, die durch den ersten Leiter fließt.

Elektrischer Strom

\( I_2 \)
Einheit \( \text{A} \)
Ladung pro Zeiteinheit, die durch den ersten Leiter fließt.

Länge

\( L \)
Einheit \( \text{m} \)
Je länger der Leiter, durch den ein Strom fließt, desto größer ist die Lorentzkraft auf diesen Leiter. Hierbei wird vorausgesetzt, dass die beiden Leiter gleich lang sind!

Abstand

\( r \)
Einheit \( \text{m} \)
Abstand der beiden, parallel liegenden Leitern.

Magnetische Feldkonstante

\( \mu_0 \)
Einheit \( \frac{ \text{N} }{ \text{A}^2 } \)
Magnetische Feldkonstante ist eine Naturkonstante hat den genauen Wert: \( \mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7} \, \frac{ \text{N} }{ \text{A}^2 } \).

Kreiszahl

\( \pi \)
Einheit \( - \)
Kreiszahl ist eine mathematische Konstante und hat den Wert \( \pi ~=~ 3.1415926... \).
Details zur Formel
  • Zusammenfassung: Mit dieser Formel kannst Du die Lorentzkraft berechnen, die zwischen zwei stromdurchflossenen Leitern herrscht.
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