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Magnetfeld von elektrischen Strömen

Das Magnetfeld um einen geraden Leiter

Bisher haben wir die Magnetfelder von Permanentmagneten mit Kompassnädelchen bzw. Eisenfeilspänen nachgewiesen. Magnetfelder können aber nicht nur in der Umgebung von Dauermagneten entstehen. Das folgende Experiment zeigt, dass auch elektrische Ströme von Magnetfeldern umgeben sind.

Werden auf einer Ebene senkrecht zu einem stromdurchflossenen Draht entweder Kompassnädelchen oder Eisenfeilspäne auf einer Plexiglasplatte angebracht, so richten sich diese entlang konzentrischer Kreise um den Draht aus.

Abb.1
Abb.2

Aus der Tatsache, dass die Kompassnädelchen sich ausrichten, können wir schließen, dass der stromdurchflossene Draht von einem magnetischen Feld umgeben ist. Das Magnetfeld hat eine Form, die wir bisher noch nicht kennen gelernt haben: Die Magnetfeldlinien sind geschlossen.

Gesetz
Ein langer, gerader Leiter mit kreisförmigem Querschnitt, der von einem elektrischen Strom durchflossen wird, besitzt ein Magnetfeld, dessen Feldlinien konzentrische Kreise um den Leiter bilden.

Bei der Betrachtung des Magnetfelds von Permanentmagneten haben wir die Vereinbarung getroffen, dass die Feldlinien an Nordpolen beginnen und an Südpolen enden. Beim Magnetfeld von Strömen sind die Feldlinien jedoch geschlossen, d.h. sie haben keinen Anfang und kein Ende: Man spricht auch von einem Wirbelfeld.

Dennoch gibt es auch hier eine Vereinbarung für die Richtung der magnetischen Feldlinien:

Rechte-Faust-Regel
Zeigt man mit dem Daumen in die technische Stromrichtung eines stromdurchflossenen Leiters, so zeigen die restlichen Finger der Faust in die Richtung der Feldlinien des Magnetfelds, das diesen Leiter umgibt.
Die technische Stromrichtung zeigt entlang des Leiters vom Pluspol zum Minuspol seiner elektrischen Spannungsquelle (siehe Modul "Elektrischer Strom").
Abb.3

Rechte-Faust-Regel

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