Amperesches Kraftgesetz
Elektromagnetismus
Basiswissen
Auf zwei elektrische Leiter, durch die ein elektrischer Strom fließt, können magnetische Kräfte wirken. Ein einfacher Sonderfall sind zwei zueinander parallele elektrische Leiter. Die Formel für diesen einfachen Sonderfall sowie auch schwerer verständliche Formeln für allgemeinere Fälle fasst man zusammen als Amperesches Kraftgesetz. Hier ist der einfache Sonderfall von zwei zueinander parallelen Leitern vorgestellt.
Die Formel für zwei parallele Leiter
- F = (µ₀/(2π) ) · (I₁·I₂)/r · l
Legende
- F = Kraft (z. B. in Newton) zwischen den Leiterstücken der Länge l
- µ₀ = 1,25663706212 mal 10 hoch -6 N/A², die magnetische Feldkonstante ↗
- π = gesprochenb als pi, etwa 3,14, die Kreiszahl ↗
- I₁ = von einem der Leiter die Stromstärke [z. B. in Ampere] ↗
- I₂ = von dem anderen Leiter die Stromstärke [z. B. in Ampere] ↗
- r = zwischen den zwei parallelen Leiter der kürzeste Abstand ↗
- l = zum Beispiel in Metern, die betrachtete Länge ↗
- / = normale Division, das Geteiltzeichen ↗
- · = normale MultiplikATIOn Multiplikationszeichen ↗
- () = normale Klammer ↗
Die Formel in Worten
Die magnetische Kraft (zum Beispiel in Newton) zwischen zwei parallelen Leitern berechnet man über: die magnetische Feldkonstanstante µ₀ geteilt durch das Doppelte der Kreiszahl Pi (π) und das Ergebnis mal der Stromstärke I₁ des einen Leiter, mal der Stromstärke I₂ des anderen Leiters; das wiederum geteilt durch den Abstand r zwischen den beiden parallelen Leitern und dieses Zwischenergebnis am Ende noch multipliziert mit der Länge l, für den Längenabschnitt für den man die magnetische Kraft ausrechnen will.
Rechenbeispiel
Durch zwei zueinander parallele Leiter, die als unendlich lang gedacht werden, fließt jeweils ein Strom von einem Ampere. Die Leiter haben überall einen Abstand r von einem Meter. Dann wirkt für jeden Meter parallel zu den Leitern eine Kraft von rund 10 hoch -7 Newton:
- µ₀ = 1,25663706212 mal 10 hoch -6 N/A²
- π = 3,14
- I₁ = 1 A
- I₂ = 1 A
- r = 1 m
- l = 1 m
- F ≈ 2 mal 10 hoch -7 N
Was besagt die rechte-Faust-Regel?
Mit der rechten-Faust-Regel, auch Korkenzieher- oder Schraubenregel genannt, kann man die Richtung des magnetischen Flusses bestimmen: Man hält den Daumen in die technische Stromrichtung. Die technische Stromrichtung zeigt immer vom Plus- hin zum Minuspol.
