Stromdurchflossener Leiter

Elektrisch leitender Leiter

Ein Magnetfeld wird um einen elektrischen Leiter herum gebildet, wenn der Stromkreis geschlossen ist. Die Lorentz-Kraft zeigt auf einen stromführenden Leiter. Im Versuchsaufbau sind einige Kompassnadeln zu sehen, die auf einer Acrylglasplatte in einer Ebene senkrecht zum Leiter angeordnet sind. Eine stromführende Leitung ist von einem kreisförmigen Magnetfeld umgeben.

Stromführender Leiter (Magnetfeld) - Vikifinum

Beim Schließen des Stromkreises entsteht ein magnetisches Feld um einen Stromleiter. In einem Kreis um den Leiter, der das Zentrum des Magnetfelds darstellt, sind die Feldlinien angeordnet (1. Abbildung von oben). Im Gegensatz zu einem Magnetkörper (Stabmagnet, Hufeisenmagnet,...) gibt es keine Pols, da die Stromlinien in sich geschlossen sind.

Bei Testaufbauten muss der Stromleiter daher völlig gerade sein, um eine wechselseitige Einflussnahme auf die magnetischen Felder zu vermeiden. Weil die Feldleitungen vertikal um den Leiter in der Mitte angeordnet sind, würde das magnetische Feld einem Speicher entsprechen (2. Abbildung von oben). Die Verläufe der Freileitungen um die Leiter herum folgen einer simplen Vorgabe.

Zu dieser Strömungsrichtung laufen die Feldreihen immer im rechten Winkel (3. Abbildung von oben). Zeige ich mit dem Daumendruck die Strömungsrichtung der Elektrone, so zeigen die gebogenen Zeigefinger die Richtung der Halbbildlinien an (4. Abbildung von oben). In früheren Zeiten wurde angenommen, dass der Fluss des Stroms von positiv nach negativ fließt. Bei dieser sogenannten technischen Strömungsrichtung wurde die rechte Handregel angewendet.

Nach dem Zufallsprinzip neben einem stromdurchflossenen Stromkabel stand eine Kompaßnadel, die sich beim Schließen des Stromkreises selbst ausrichtete und bei geöffneter Schaltung ihre ursprüngliche Position erreicht hatte (5. Abbildung von oben). Bei geradem Leiter ist die Spannungsfestigkeit entlang einer runden Halbbildlinie gleich. Nachfolgend kann die Feldfestigkeit wie nachstehend beschrieben ermittelt werden: Die Gleichung zeigt, dass die Magnetfeldstärke mit zunehmendem Strom steigt und mit zunehmendem Ausladung abfällt.

Numerisches Beispiel: Wenn ein Geradliniger einen I von 75 Ampere trägt, dann ist die Magnetfeldstärke einer 10 cm entfernt liegenden Feldlinie exakt die gleiche: Wenn zwei Leiter mit der gleichen Stromausrichtung aneinander gereiht sind, zieht sie sich gegenseitig an. Die Magnetfelder zwischen den Leitungen schwächen und verstärken sich außerhalb der Leitungen. Wenn zwei Leiter mit unterschiedlichen Stromrichtungen aneinander gereiht sind, stößt er sich gegenseitig ab.

Außerhalb der Leiter wird das magnetische Umfeld zwischen den Leitungen verstärkt und nachgelassen. Wird beispielsweise ein isolierter Leiter um einen eisernen Kern (Spule) gewickelt, wird eine höhere Drossel ( "Induktivität") (gespeicherte Wärme in einem Spulenmagnetfeld ) erzielt.

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