Stromrichtung und Magnetfeld
Die linke Handregel · Gerader Leiter und Spule im Vergleich
Stromdurchflossene Spule
Blau: Elektronenbewegung · Violett: Magnetfeldrichtung
Die linke Hand
Linke Hand · Locker gekrümmte Finger
Eine Handhaltung – zwei Zuordnungen
| Linke Hand | Gerader Leiter | Spule |
|---|---|---|
| Daumen | Elektronenfluss | Magnetfeld innen → Nordpol |
| Gekrümmte Finger | Magnetfeld um den Leiter | Elektronenfluss in den Windungen |
Genau hinschauen
Die physikalische Stromrichtung meint hier die Bewegungsrichtung der Elektronen. Die technische Stromrichtung verläuft entgegengesetzt.
Zwei Stromrichtungen – derselbe Strom
In einem Metalldraht bewegen sich die negativ geladenen Elektronen vom − zum +. Diese Bewegungsrichtung wird hier als physikalische Stromrichtung bezeichnet. Dafür verwenden wir die linke Hand.
Die technische Stromrichtung wurde festgelegt, bevor man die Elektronen kannte. Sie entspricht der Bewegungsrichtung positiver Ladungen und verläuft im Metalldraht entgegengesetzt zum Elektronenfluss. Dafür würde man die rechte Hand verwenden.
Mit „Technische Stromrichtung“ blendest du die orangefarbenen Pfeile zusätzlich ein. Die Elektronen bewegen sich dabei weiterhin in dieselbe Richtung. Die Zeichen + und − kennzeichnen die elektrischen Anschlüsse; N und S bezeichnen die magnetischen Pole der Spule.
Spule: Umfasse die Spule mit der linken Hand. Die vier Finger folgen den Elektronen in den Windungen. Der abgespreizte Daumen zeigt entlang der Spulenachse zum Nordpol. Im Inneren verlaufen die Feldlinien zum Nordpol, außerhalb zurück zum Südpol.
Gerader Leiter: Umfasse den Leiter mit der linken Hand. Der Daumen zeigt in Richtung der Elektronenbewegung. Die gekrümmten Finger zeigen, wie das Magnetfeld den Leiter umläuft.
Warum wechselt die Zuordnung? Beim geraden Leiter bewegen sich die Elektronen längs der Achse, während das Magnetfeld um die Achse läuft. Bei der Spule bewegen sich die Elektronen um die Achse, während das Magnetfeld im Inneren längs der Achse verläuft. Deshalb wechseln Daumen und Finger ihre Aufgaben. Beim Umpolen kehren sich Elektronenfluss und Magnetfeld um.
Die Hand wird beim Umpolen um 180° in der Bildebene gedreht. Es bleibt dieselbe linke Hand. Die Pfeile zeigen die örtlichen Richtungen. Im Kontrollblick schaust du vom rechten Ende entlang der Achse. Ein Punkt bedeutet „auf dich zu“, ein Kreuz „von dir weg“. Beim Leiter zeigt dieses Symbol die Elektronenrichtung, bei der Spule die Magnetfeldrichtung im Inneren.
Fachlicher Hintergrund: LEIFIphysik: gerader Leiter · Zylinderspule. Die Darstellungen sind schematisch; ein geschlossener Stromkreis wird vorausgesetzt.