Ein stromführender Leiter innerhalb eines Magnetfeldes

Oersted hatte festgestellt, dass eine Kompassnadel in der Nähe eines stromführenden Leiters ausgelenkt wird, d.h. dieser Leiter übt eine Kraft auf die Kompassnadel aus. Später, im Jahr 1821, entdeckte Michael Faraday, dass ein stromführender Leiter auch abgelenkt wird, wenn er in ein Magnetfeld gebracht wird. Dies kann gesagt werden, dass Magnetfeld und dieser stromführende Leiter in ihrer Nähe eine Kraft aufeinander ausüben.
Angenommen, ein Leiter führt Strom I und es ist mit der Länge (l). Da es Strom (DC) trägt, werden einige Flusslinien um den Leiter herum erzeugt und sie sind konzentrisch zur Mittelachse des Leiters. Aufgrund dieses Stroms durch diesen Leiter wird also ein elektromagnetisches Feld aufgebaut.

Nach der rechten Daumenregel erhalten die magnetischen Flusslinien die Richtung entlang der gebogenen Finger, wenn der Daumen die Richtung des Stromflusses angibt, d. H. in der folgenden Abbildung gezeigt.
Regel der rechten Hand
Dieser stromführende Leiter wird zwischen zwei Polen eines Hufeisenmagneten mit Flussdichte platziert . Dieser Magnet ist fest am Boden befestigt. Der Leiter ist nicht fest, sondern frei beweglich. Die Länge des Leiters ist gerade senkrecht zum Permanentmagnetfeld des Hufeisens.

Es ist also klar, dass die Richtung von Strom und Magnetfeld normal zueinander ist.
Ein stromführender Leiter innerhalb eines Magnetfeldes

Jetzt wirken zwei Magnetfelder (elektromagnetisches Feld durch den Leiter und permanentes Magnetfeld durch den Hufeisenmagneten).
Stromführender Leiter im Magnetfeld
Die konzentrischen Kreise des elektromagnetischen Flusses aufgrund des fließenden Stroms (I) durch diesen Leiter versuchen, den magnetischen Fluss des Permanentmagneten in dieser Situation abzustoßen.

Betrachten wir die Kraft ist .

Hier hängt die Richtung des Stroms von der Orientierung der Länge des stromführenden Leiters (l) ab, so dass der Vektor nur für die Länge genommen wird. Die Kraft ist das Kreuzprodukt des Längenvektors () und des Flussdichtevektors (). Nun,

Hier ist θ der Winkel zwischen zwei Vektoren und ist der Einheitsvektor der Kraft in der senkrechten Richtung in Bezug auf zwei Vektoren Richtung.
Kraft auf Leiter im Magnetfeld
In diese Kraftrichtung bewegt sich der Leiter. Diese Konsequenz kann mit einer einfachen Regel vereinfacht werden, d. H. Flemings linke Handregel. Indem drei Finger der linken Hand senkrecht zueinander gestreckt werden, wenn die Richtung des Stroms mit dem Mittelfinger der linken Hand bezeichnet wird und der zweite Finger die Richtung des magnetischen Flusses ist, dann bezeichnet der Daumen der linken Hand die Richtung der Bewegung des Leiters.
Flemings linke Handregel
Nun hängt die Richtung des Stroms durch diesen Leiter von dem Leiter ab, in dessen Ausrichtung sich der Leiter zwischen zwei Polen des Magneten befindet. Der stromführende Leiter steht also immer einer Kraft in der Nähe eines Permanentmagneten oder eines Elektromagneten gegenüber. Basierend auf diesem Phänomen dreht sich der Gleichstrommotor.

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