/ Magnetisches Feld

Kraft auf Leiter im Magnetfeld

Lorentzkraft auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld: F = B · I · l. Grundlage von Elektromotoren und elektromagnetischen Aktoren.

01 · Eingabe

Kraft auf Leiter im Magnetfeld berechnen

Lorentzkraft auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld: F = B · I · l. Grundlage von Elektromotoren und elektromagnetischen Aktoren.

Lösen für

F = B · I · l

B Flussdichte

I Strom

l Leiterlänge

Worum geht es?

Ein stromdurchflossener Leiter erfährt im Magnetfeld eine Lorentzkraft. Steht der Leiter senkrecht zur Flussdichte B, ergibt sich der Betrag F = B · I · l. Die Richtung folgt aus der Drei-Finger-Regel der rechten Hand (technische Stromrichtung).

Diese Kraft ist die Antriebskraft jedes Elektromotors: viele Leiter, viel Strom und ein starkes B-Feld liefern ein hohes Drehmoment.

Die Formel

Formel Kraft auf Leiter

F = B · I · l

Umstellungen:
    B = F / (I · l)
    I = F / (B · l)
    l = F / (B · I)

Die Variablen

Symbol	Bedeutung	Einheit	Erklärung
F	Kraft	N	Kraft auf den Leiter.
B	Flussdichte	T	Magnetische Flussdichte am Leiterort.
I	Strom	A	Stromstärke im Leiter.
l	Leiterlänge	m	Wirksame Länge im Magnetfeld.

Minimal-Beispiel

B = 0,5 T, I = 10 A, l = 0,2 m.

Rechnung Kraft

F = B · I · l
  = 0,5 · 10 · 0,2
  = 1 N

Praxis-Beispiele

Beispiel 1 — Motoranker

Ein Leiterstab im Anker: B = 1,2 T, I = 50 A, l = 0,1 m.

Rechnung Kraft

F = 1,2 · 50 · 0,1
  = 6 N

Beispiel 2 — Erforderlicher Strom

Gefordert F = 25 N bei B = 0,8 T, l = 0,25 m.

Rechnung Strom

I = F / (B · l)
  = 25 / (0,8 · 0,25)
  = 125 A

Beispiel 3 — Flussdichte aus Messung

F = 4 N gemessen bei I = 20 A, l = 0,5 m.

Rechnung Flussdichte

B = F / (I · l)
  = 4 / (20 · 0,5)
  = 0,4 T