Ein Leiter führt einen Strom ; magnetische Flussdichte? Physiklausur

Question

Hallo!

Ich lerne gerade für die nächste Physikklausur und komme bei der Aufgabe nicht weiter.

Ein Leiter von 4cm Länge führt einen Strom von 10A. Er erfährt die Kraft 20cN, wenn er senkrecht zu den Feldlinien eines Magnetfeldes steht. Berechnen sie die magnetische Flussdichte.

Wir haben so etwas noch gar nicht erklärt bekommen, und ich weiß nicht, wie man hier vorgehen muss. Bitte um Hilfe!

MfG

Answer 1

Hallo,

die Kraft auf die Ladungsträger im Leiter berechnest du mithilfe der Lorentzkraft:

$$ \vec{F}=q*\vec{v}\times\vec{B} $$

Betrachtet man nur den Betrag, so ergibt sich

$$ F=qvBsin(\alpha) $$

wobei Alpha der Winkel zw. dem Geschwindigkeitsvektor und dem Magnetfeld ist. Da hier das Magnetfeld senkrecht draufsteht ergibt sich sin(α)=1.

Jetzt brauchst du nur noch den Strom einzubauen:

$$ I=\frac{Ladung}{Zeit}=\frac{q}{t}=\frac{q}{L/v}\\q=\frac{L}{v}I $$

und somit ist

$$ F=L*I*B\\B=\frac{F}{L*I}=0.5T $$

Answer 2

Salut nfazrag :).

wenn ihr überhaupt nichts erklärt bekommen habt, dann gehe folgendermaßen vor:

Die magnetische Flussdichte B berechnest du über die Formel

B = F / (I * s)

Wunderbar, denn alle Werte zur Anwendung dieser Formel findest du in deiner Aufgabenstellung. Du musst lediglich noch einzelne Einheiten anpassen:

s (Leiterlänge) = 4 cm = 0,04m

I (Stromstärke) = 10 A

F (Kraft) = 20 cN (centi Newton) = 20/100 N = 0,2 N

Daraus ergibt sich nun für die magnetische Flussdichte B in der Einheit Tesla T:

B = 0,2 / ( 10 * 0,04)  =  0,5 T

Viele Grüße :)

Comments

Und damit die Einheiten dich nicht verwirren...
1 T = 1 N / (A * m)

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Dankesehr! - habe es jetzt verstanden :)