Lorentzkraft über Sinusformel
Anleitung
Basiswissen
Die Lorentzkraft fasst die elektrischen und magnetischen Kräfte zusammen, die auf eine Ladung wirken. Hier steht eine Anleitung zur Berechnung mit Hilfe des Sinus.
Der elektrostatische Anteil
Befindet sich eine Ladung in einem elektrischen Feld, wirkt immer die sogenannte Coulomb-Kraft: Fc = E·q. Das große E ist die elektrische Feldstärke und das q die Ladungsmenge der betrachteten Ladung in Coulomb. Die Coulomb-Kraft wirkt, unabhängig davon, ob sich die Ladung im Feld bewegt oder nicht.
Der magnetische Anteil
Der magnetische Anteil der Lorentzkraft wirkt nur, wenn sich die Ladung in einem Magnetfeld bewegt. Wie stark dieser Anteil ist, hängt ab von der Geschwindigkeit des geladenen Körpers und in welchem Winkel er die Magnetfeldlinien schneidet: Fm = q·v·B·sin(a).
Formel
- F = E·q + q·v·B·sin(a)
Legende
- F ist die Lorentzkraft auf die bewegte Ladung in Newton.
- E ist die Feldstärke des elektrostatischen Feldes in N/C.
- q ist die Stärke der Ladung in Coulumb.
- B ist die magnetische Flussdichte in Tesla.
- v is die Geschwindigkeit der Ladung im Magnetfeld.
- alpha ist der Winkel zwischen der Bewegungsrichtung der Ladung und den Magnetfeldlinien.
Keine Angabe der Richtung
Die Formel oben gibt nicht an, in welche Richtung genau die Kraft wirkt. Diese Information gibt die rechte- (Protonen) oder der linke-Hand-Regel (Elektronen). Siehe zum Beispiel für Elektronen linke-Hand-Regel ↗