Leiterschaukel

Die Leiterschaukel ist ein physikalisches Experiment aus dem Bereich der elektromagnetischen Induktion.

Stromdurchflossene Leiterschaukel im Magnetfeld (schematisch)

Experiment

Animation eines Leiterschaukelversuchs, gezeigt wird die Lorentzkraft auf einen stromdurchflossenen Leiter.

Eine Leiterschaukel besteht aus einem Hufeisenmagneten, zwischen dessen Polen ein nicht magnetisierbarer, aber leitfähiger Stab befestigt wird, der an einen Stromkreis angeschlossen wird.

Sobald der Stromkreis geschlossen wird, was oft durch das Leuchten einer Lampe oder durch ein Strommessgerät angezeigt wird, beginnt der Stab sich in eine Richtung zu bewegen. Diese Richtung wird durch die Drei-Finger-Regel bestimmt, Ursache der Bewegung ist die Lorentzkraft.

Wenn der Stab im Magnetfeld manuell bewegt wird, werden sich durch die Lorentzkraft Elektronen im Stab bewegen. Bei geöffnetem Stromkreis werden sie sich – anschaulich gesprochen – an einem Ende sammeln. Die Ladungstrennung wird enden, wenn die (magnetische Komponente der) Lorentzkraft mit der Coulombkraft im Gleichgewicht steht, also wenn $F_{L}=F_{C}$ gilt, anders gesagt $e\cdot v\cdot B=e\cdot {\frac {U}{l}}$. Es ergibt sich das Induktionsgesetz für den bewegten Leiter.

Weblinks

• Applet zur Leiterschaukel
• LEIFIphysik (Magnetische Kraft auf eine stromdurchflossene Leiterschaukel)
• LEIFIphysik (Magnetische Kraft auf eine stromdurchflossene Leiterschaukel – Simulation)
• LEIFIphysik (Induktion in der Leiterschaukel)