Bewegte Ladungen im Magnetfeld (+Lorentzkraft) | Physik Tutorial
Studytiger - Physik & E-Technik
https://www.youtube.com/watch?v=1zhyKW2bdgM

Transkript (automatisch erstellt)

0:01 in diesem Video geht's bewegte Ladung Magnetfeld und dabei unterscheiden wir jetzt von der Betrachtungsweise her einmal zwischen bewegend Teilchen und
0:09 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
0:17 bei den bewegen Teilchen guckt man sich dann entweder Elektronen oder Protonen typischerweise an oder auch Ion sind möglich und jetzt stromdurchf Leiter
0:28 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
0:37 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
0:46 wir Teilchen hier eben eine leiteranordung jetzt fangen wir erstmal mit dem bewegen Teilchen an und dazu stellen wir uns mal jetzt hier Elektron
0:54 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
1:04 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
1:15 Richtung das sind die verschiedenen darstellungsarmen und dann stellen wir uns vor wir haben jetzt hier einen Elektronen das wir jetzt hier ich mache
1:23 noch mal eben weiter noch mal hier oben dass wir jetzt hier in dieses Magnetfeld reinbewegen und dann gibt's jetzt nämlich genau die
1:34 Erscheinung einer lorenzkraft also stells vor Elektron bewegen wir hier rein und dann wenn es hier in das Magnetfeld gelangt dann gibt's
1:42 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
1:49 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
1:59 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
2:08 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
2:19 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
2:26 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
2:34 bewegt dann Daumen nach in diese Richtung Zeigefinger wieder in Richtung der des Magnetfeldes also in tafende und jetzt zeigt die lorenkraft in diese
2:43 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
2:53 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
3:02 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
3:11 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
3:20 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
3:29 betrachten jetzt hier Proton und da müsst n wissen da gibt's jetzt nicht die linkhandrigel sondern bei Proton müssen wir jetzt die
3:37 rech handregel nemen und dann in diesem Beispiel rechte Hand Daumen wieder in Bewegungsrichtung wenn wir sagen Po bewegt sich hierin dann in diese
3:45 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
3:54 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
4:03 Kreisbahn durchführen und jetzt ein Beispiel für genau so eine Kreisbahn im Magnetfeld wer vielleicht kennt es wiencher geschwindigkeitsfilter mit
4:12 Massenspektrometer dahinter angeordnet seht ihr mal hier eine Grafik darestellt da haben wir dann genau hinter dem geschwindigkeitsfter genau hier so
4:21 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
4:31 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
4:40 und dann haben wir hier eine Bewegungsrichtung jetzt in die Richtung unten das heißt Proton Rechte handregel daumenzeit nach unten jetzt hier Finger
4:49 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
4:57 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
5:07 den Fall dass wir hier Bewegungsrichtung geschwindigkeitsrichtung und magnetfeldrichtung jetzt hier in die Richtung z.B dann im 90° Winkel haben
5:17 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
5:27 mal hier der Abbildung dargestellt und ihr euch vorstellen dann haben wir quasi eine Geschwindigkeitskomponente als
5:34 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
5:47 halt dazu führt dass wir wir typisch Kreisbahn haben und die wagrechte Geschwindigkeitskomponente die wird jetzt für den Hub sorgen dass wir dann
5:55 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
6:03 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
6:12 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
6:20 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
6:29 Kräftegleichgewicht aus einmal lorenzkraft FL und zentipetalkraft FZ die quasi die Teilen auf dieser kreisbanelt und dann können wir das
6:42 kftgleichgewicht Aufstellen und zwar können wir dann sagen lorenkraft allgemeine Formel Q mal B mal V wenn wir jetzt hier bewegte Teilchen betrachenten
6:50 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
7:00 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
7:07 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
7:16 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
7:28 Aufgaben gefragt dann betrachenten wir jetzt als nächstes Mal die Anordnung hier stromdurchw Leiter und wir stellen uns mal vor wir hätten jetzt hier
7:36 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
7:45 Stromrichtung von Minuspol zum Pluspol als in physikal Stromrichtung haben dann wird auch wieer das Prinzip Aussehen Daumen Zeit nach rechts und dann das
7:54 gleiche Prinzip hier wenn eine Loren Kraft hier nach unten auf den leit dagegen gibt's auch die technische Stromrichtung dann vom Pluspol zu
8:02 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
8:11 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
8:21 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
8:32 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
8:41 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
8:51 eine lorenzkraft auf den Leiter sodass wir dann ihr seht jetzt sass dann der Leiter entweder nach rechts oder wenn wir dann
9:00 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
9:12 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
9:20 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
9:32 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
9:44 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
9:57 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
10:09 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
10:20 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
10:29 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
10:36 chemiekanal und das war dann damit zu diesem Video