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Bewegte Ladungen im Magnetfeld (+Lorentzkraft) | Physik Tutorial
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 69 Zeilen
- in diesem Video geht's bewegte Ladung Magnetfeld und dabei unterscheiden wir jetzt von der Betrachtungsweise her einmal zwischen bewegend Teilchen und
- jetzt stromdurchlossen Leitern und das Grundprinzip ist hier in beiden Fällen das gleiche also in beiden Fällen haben wir jetzt hier bewegte Ladung jetzt hier
- bei den bewegen Teilchen guckt man sich dann entweder Elektronen oder Protonen typischerweise an oder auch Ion sind möglich und jetzt stromdurchf Leiter
- sind ja ist ja nicht als bewegte Elektronen denn wenn wir uns mal hier ein Stromleiter vorstellen jetzt mal hier Minuspol Pluspol dann ist das ja
- hier Stromfluss nichts anderes als bewegte Elektronen also vom Prinzip her genau das was hier ist nur die Anordung ist ein bisschen anders hier betragen
- wir Teilchen hier eben eine leiteranordung jetzt fangen wir erstmal mit dem bewegen Teilchen an und dazu stellen wir uns mal jetzt hier Elektron
- vor die wir dann in ein Magnetfeld bewegen jetzt soll mal hier dargestellt sein ein Magnetfeld jetzt immer diese Kreise mit kreuzintern die Stellen ein
- Magnetfeld jetzt in die tafele da dagegen gibt's auch hier die Anordnung dass hier Kreis mit Punkt das wä jetzt ein Magnetfeld hier zu uns in die
- Richtung das sind die verschiedenen darstellungsarmen und dann stellen wir uns vor wir haben jetzt hier einen Elektronen das wir jetzt hier ich mache
- noch mal eben weiter noch mal hier oben dass wir jetzt hier in dieses Magnetfeld reinbewegen und dann gibt's jetzt nämlich genau die
- Erscheinung einer lorenzkraft also stells vor Elektron bewegen wir hier rein und dann wenn es hier in das Magnetfeld gelangt dann gibt's
- lorensskraft die wir jetzt auch von der Richtung bestimmen können und da gibt's hier dann die sonte Link handriegel und zwar zeigt bei der Linken handriegel
- immer der Daumen in Richtung der bewegen Ladung also hier nach rechts dann der zeigefäh Zeit Richtung der mag des Magnetfeldes als dann hier in die Tafel
- e und der resultierende Mittelfinger der gibt jetzt eben die Richtung der Lorens an das heißt es wiregt jetzt eine lorenskraft auf das Elektron nach unten
- und dann logisch Elektron bewegt sich nach rechts ist wir eine Kraft nach unten also erhalten wir hier so nur Kreisbahn heißt wir würden jetzt hier so
- eine flugbah haben und dann überlegen wir uns wie geht's jetzt weiter wenn Sie das Elektron hier befindet jetzt ändert sich ja immer die Bewegungsrichtung das
- heißt hier wieder Link handrgel jetzt zeigt der Daum nicht hier in die Richtung sondern in die Richtung klar weil das Elektron jetzt hier sich na um
- bewegt dann Daumen nach in diese Richtung Zeigefinger wieder in Richtung der des Magnetfeldes also in tafende und jetzt zeigt die lorenkraft in diese
- Richtung also für das für die bei anderen so aussehen dass das Elektron jetzt hier in diese Richtung abgelegen wird und wir sehen dann eben wir hätten
- dann jetzt hier z.B so eine Kreisbahn es könnte aussehen dass dann das Elektron hier so ein Halbkreis durchläuft und dann hier wieder ganz abgelenen wird
- oder je nachdem wie groß eben der Radius ist den können wir gleich auch mal berechnen könnte es auch so aussehen dass die Bahn so aussieht hier hier hier
- und dann geht es hier das Verl das Magnetfeld und geh dann hier so oder ist es an sich natürlich auch eine komplette kreisb möglich dass wir dann hier so
- eine einen ganzen Kreis haben ist eben abhängig davon von dem Radius und dann wie groß das magnetf ist und das gleiche können wir jetzt auch noch mit Proton
- betrachten jetzt hier Proton und da müsst n wissen da gibt's jetzt nicht die linkhandrigel sondern bei Proton müssen wir jetzt die
- rech handregel nemen und dann in diesem Beispiel rechte Hand Daumen wieder in Bewegungsrichtung wenn wir sagen Po bewegt sich hierin dann in diese
- Richtung Daum dann Zeigefinger weiterhin in Richtung des bfeldes in tfme und dann würde jetzt hier der melfinger dorenskraft na oben zeigen so dass es
- dann hier so aussehen würde dass dann das Elektron jetzt nach oben abgelen wird also wird hier so eine Bahn machen und dann jetzt hier z.B so eine
- Kreisbahn durchführen und jetzt ein Beispiel für genau so eine Kreisbahn im Magnetfeld wer vielleicht kennt es wiencher geschwindigkeitsfilter mit
- Massenspektrometer dahinter angeordnet seht ihr mal hier eine Grafik darestellt da haben wir dann genau hinter dem geschwindigkeitsfter genau hier so
- eine Kreisbahn jetzt seht ihr auch hier nicht die das magnetf Tafel sondern zu uns das heißt dann würden die Proton eben genau hier so eine Bewegungsbahn
- durchführen und das Prinzip sieht auch mal hier in einer Grafik dargestellt ihr könnt mal Z Übung mal hier wieder vorstellen wir haben jetzt hier Proton
- und dann haben wir hier eine Bewegungsrichtung jetzt in die Richtung unten das heißt Proton Rechte handregel daumenzeit nach unten jetzt hier Finger
- zeigt dann hier in die Richtung der Magnetfeld Magnetfeldes und dann der melfinger der gibt dann die R len deswegen haben dann hier im Bild se
- arell dann hier so eine kreisband einfach immer hier mit rechte und linke handrigel anwenden das ist jetzt zu kreisband und jetzt hatten wir hier mal
- den Fall dass wir hier Bewegungsrichtung geschwindigkeitsrichtung und magnetfeldrichtung jetzt hier in die Richtung z.B dann im 90° Winkel haben
- man kann sich auch vorstellen dass wir kein 90° Winkel haben z.B wir Ben das Teilchen jetzt hier eben nicht 90° dann haben wir eine schraubenbahn das sit ihr
- mal hier der Abbildung dargestellt und ihr euch vorstellen dann haben wir quasi eine Geschwindigkeitskomponente als
- Teilkomponente in wagrechter und in wkal Richtung und dann die wkal Richtung seht ihr mal rmkit die WD dann halt wieder senkrecht zum Magnetfeld stehen was dann
- halt dazu führt dass wir wir typisch Kreisbahn haben und die wagrechte Geschwindigkeitskomponente die wird jetzt für den Hub sorgen dass wir dann
- halt letztendlich so eine Mischung haben und dann halt so eine schraubenbahn jetzt hier haben das gibt's auch noch und jetzt als nächstes gucken wir uns
- mal Berechnung an und wir wollen jetzt mal hier erstmal den Radius der Teilchen bei demweggen Teilchen berechnen und wir können uns vorstellen wir haben ja
- gerade gesehen wir haben jetzt hier so eine Kreisbahn das heißt wir haben einmal eine Lorenz kraftfegen aber was für eine Kraft gibt's immer noch wenn
- wir so n kreisbin haben da gibt's ja immer die zentipetalkraft grundsätzlich bei kreisfüung das heißt wir haben jetzt hier bei dieser Flugbahn ein
- Kräftegleichgewicht aus einmal lorenzkraft FL und zentipetalkraft FZ die quasi die Teilen auf dieser kreisbanelt und dann können wir das
- kftgleichgewicht Aufstellen und zwar können wir dann sagen lorenkraft allgemeine Formel Q mal B mal V wenn wir jetzt hier bewegte Teilchen betrachenten
- Q dann die Ladung der Teilchen FV die Geschwindigkeit ist gleich die zentipitalkraft hier ist die Formel n mal v² durch R und dann sehen wir hier V
- können wir jetzt hier dann teilen wir können durch v teilen das heißt hier fällt das V weg und dann fällt hier die Potenz weg und dann können wir jetzt
- hier wenn wir das nach dem Radius umstellen wollen rechnen wir vom umstellen einfach mal R durch Q mal B erhalten wir jetzt hier Radius ist dann
- gleich n mal V durch Q mal B und mit dieser Formel könnte man dann hier den Radius der kreisbah der Teilchen berechnen ist auch oft in typischen
- Aufgaben gefragt dann betrachenten wir jetzt als nächstes Mal die Anordnung hier stromdurchw Leiter und wir stellen uns mal vor wir hätten jetzt hier
- genauso ein Stromleiter hier in ein Magnetfeld dann gibt's auch wieder linke und rechte handregel jetzt gibt's die Linke handregel wenn wir hier
- Stromrichtung von Minuspol zum Pluspol als in physikal Stromrichtung haben dann wird auch wieer das Prinzip Aussehen Daumen Zeit nach rechts und dann das
- gleiche Prinzip hier wenn eine Loren Kraft hier nach unten auf den leit dagegen gibt's auch die technische Stromrichtung dann vom Pluspol zu
- Minuspol dann wär es wieder mit der rechten Hand das gibt's auch hier auch hier und dann mal ein Beispiel ihr seht mal hier eine leiterschaukel und jetzt
- haben wir entsprechend hier Stromfluss dann Magnetfeld und jetzt könnt ihr mal für euch als Übung mal die Linke und bzw Rechte handregel anwenden und dann seht
- ihr wir halten ein lorenzkraft die jetzt hier z.B den Leiter ausswenen würde oder ein anderes Beispiel dazu gucken wir uns mal Video an ihr seht ein Leiter der ist
- jetzt über zwei Stäbe gepolt das heißt in dem Leiter fließen Strom und dann haben wir jetzt eben von außen ein hufeismagnet und dann könnt ihr auch
- wieder zuübung linke oder rechte Handel anwenden und je nachdem wo jetzt der Magnet gepolt ist erhalten wir dann nach der linken bzw Rechte handregel jetzt
- eine lorenzkraft auf den Leiter sodass wir dann ihr seht jetzt sass dann der Leiter entweder nach rechts oder wenn wir dann
- den Magnet umpolen dass sich dann der Leiter nach links bewegt auch wieder genau das Thema lorenkraft betrachenten wir jetzt mal das Ganze für den Leiter
- und da haben wir jetzt nicht mehr die Formel Q mal B mal V für die lorenkraft sondern bei Leitern im Magnetfeld da gibt's jetzt die Formel für die
- lorenkraft FL = B mal i mal l Prinzip das gleiche ich kann es ja mal so erklären und zwar ist ja der Strom hier nichts anderes als
- ich schreib es hin nichts anderes als latung pro Zeit also Q durch t und dann ist jetzt hier l ja die Länge des Leiters also das wä jetzt hier die Länge
- des Leiters und dann können wir auch sagen die Länge durch die Zeit wir haben ja hier Strecke durch Zeit also hier l dur t können wir sagen ist wie das V der
- Geschwindigkeit der Teilchen und dann sehen hier B mal i und statt i setzen wir jetzt mal hier ein B mal und dann Q durch t und jetzt mal l und dann sehen
- wir hier in der Formel l durch t ist quasi unser V und dann erhen wieder B mal Q mal V bzw hier Q mal B mal V also vom Prinzip ja auch wieder Lorenz K wie
- be Teilchen nur hier halt andere Formel weil andere Anordnung das jetzt noch hier eine Sache dazu und dann verlenke ich noch hier weitere Videos zu
- Magnetfeld und je nachdem wenn ihr das Video seht verlinke ich hier noch meinen Abitur Vorbereitungskurs empfehle ich euch sehr und auch noch hier mein
- chemiekanal und das war dann damit zu diesem Video
Zum Nachlesen
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