Rechte Hand Regel
Die Rechte Hand Regel zeigt die Richtung der Lorentzkraft an. Was das genau bedeutet und wie du sie anwenden kannst, erklären wir dir im Beitrag oder in unserem Video .
Inhaltsübersicht
Rechte Hand Regel einfach erklärt
Auf bewegte Ladungen in einem Magnetfeld wirkt die Lorentzkraft . Sie steht immer senkrecht zur Bewegungsrichtung der Ladungen und zur Richtung des Magnetfeldes. Die Rechte Hand Regel oder auch UVW Regel ist eine Merkhilfe für die Bestimmung der Richtung der Lorentzkraft.
Die Rechte Hand Regel oder auch UVW Regel gibt an, in welche Richtung die Lorentzkraft wirkt. Der Daumen zeigt dabei in Bewegungsrichtung der positiven Ladung (technische Stromrichtung ), der Zeigefinger in die Richtung des Magnetfeldes und der Mittelfinger gibt die Richtung der Lorentzkraft an.
Rechte Hand Regel Anwendung
Die Rechte Hand oder auch UVW-Regel (Ursache U, Vermittlung V, Wirkung W) funktioniert ganz einfach. Du spreizt deinen Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger senkrecht voneinander ab. Dein Daumen und dein Zeigefinger formen dabei eine Pistole. Der Mittelfinger befindet sich im rechten Winkel dazu abgespreizt in Richtung der Handfläche.
Weil du insgesamt dafür drei Finger benötigst, nennst du sie auch Drei Finger Regel. Jetzt musst du deine Finger nur noch richtig ausrichten.
Im ersten Schritt richtest du deinen Daumen in die Bewegungsrichtung (Ursache) der geladenen Teilchen. Achtung: Den rechten Daumen benutzt du für positive Ladungen, also zeigt er vom positiven Pol (+) zum negativen Pol (-) der Spannungsquelle. Diese Richtung ist auch als technische Stromrichtung definiert. Für Elektronen musst du dementsprechend deinen Daumen entgegen der Elektronen–Bewegungsrichtung halten, also vom negativen Pol (-) zum positiven Pol (+) der Spannungsquelle.
Im zweiten Schritt richtest du dann deinen Zeigefinger entlang dem Magnetfeld (Vermittler) aus. Dabei zeigst du vom Nord- zum Südpol. Als Letztes gibt dir dein Mittelfinger die Richtung der Lorentzkraft (Wirkung) an.
Du kannst dir das auch als IBF-Regel („Ich bin Franz“) oder FBI-Regel merken. Dabei stehen die Buchstaben jeweils für die Funktion deiner einzelnen Finger. Denn der Daumen zeigt die Stromrichtung I an, der Zeigefinger die Magnetfeldrichtung B und der Mittelfinger die Lorentzkraft F.
Rechte Hand Regel Lorentzkraft
Die Leiterschaukel ist einer der besten Versuche, bei welchem man die Lorentzkraft erkennen und somit auch die Rechte Hand Regel verdeutlichen kann.
Für den Versuch hängst du eine nicht magnetische Leiterschaukel in das Magnetfeld eines Hufeisenmagneten. Die Leiterschaukel muss bewegungsfrei aufgehängt werden, damit du die Lorentzkraft sehen kannst. Außerdem schließt du die Leiterschaukel an eine Spannungsquelle an, damit ein elektrischer Strom fließen kann.
Stromdurchflossener Leiter
Fließt jetzt der elektrische Strom, so wirkt durch das Magnetfeld auch die Lorentzkraft auf die Leiterschaukel. Die Richtung der Kraft kannst du mit der UVW-Regel bestimmen. Dafür hältst du deinen Daumen in die Richtung des technischen Stroms (von + nach -). Danach richtest du deinen Zeigefinger entlang des Magnetfelds vom Nord- zum Südpol aus. Zum Schluss zeigt dir dein Mittelfinger die Richtung der Kraft an.
Mit dem Versuch der Leiterschleife kannst du sehr schön die Lorentzkraft und die Drei Finger Regel zeigen. Denn durch die Krafteinwirkung auf die Ladungen fängt der gesamte Leiter an, sich in eine Richtung zu bewegen.
Bewegte Leiterschaukel
Mithilfe der Rechte Hand Regel kannst du die Richtung der Lorentzkraft auf bewegte Ladungen bestimmen.
Die Bewegung kann durch einen Stromfluss hervorgerufen werden. Eine andere Möglichkeit ist eine mechanische Bewegung der Ladungen, also des Leiters.
Im Vergleich zum vorherigen Versuchsaufbau ist der einzige Unterschied, dass wir keine angeschlossene Spannungsquelle am Leiter haben.
Das heißt, wenn du den Leiter jetzt beispielsweise nach rechts ziehst, bewegst du den Leiter mit seinen Ladungen. Dadurch bewegst du auch die Ladungen im Magnetfeld. Das heißt, es wirkt die Lorentzkraft und du kannst die Rechte Hand Regel anwenden.
Dafür zeigt dein Daumen in die Bewegungsrichtung des Leiters. Er zeigt also in Richtung der Zugkraft. Dein Zeigefinger zeigt weiterhin in Richtung des Magnetfeldes und dein Mittelfinger gibt dir jetzt die Richtung der Kraftwirkung an.
Die Ladungen werden dabei entlang des Leiters bewegt, wodurch also ein Stromfluss entsteht. Du nennst diesen Stromfluss auch Induktionsstrom , da er durch ein Magnetfeld entsteht.
Wenn du mehr über diesen Versuch wissen willst, dann schau dir unseren Beitrag zu Lenzschen Regel an.
Die Linke Hand Regel
Wie du schon gemerkt hast, musst du für Elektronenbewegung immer erst umdenken, bevor du die Rechte Hand Regel anwenden kannst. Abhilfe schafft hier die Linke Hand Regel .
Diese kannst du anwenden wie die Rechte Hand Regel, nur dass du deinen Daumen in Bewegungsrichtung der Elektronen hältst. Diese Richtung nennt man auch Physikalische Stromrichtung (immer von – nach +). Ansonsten zeigt dein Zeigefinger weiterhin in die Magnetfeldrichtung und dein Mittelfinger gibt die Richtung der Kraft an.
Zusammenfassend kannst du dir merken, dass du für bewegte positive Ladungen immer die Rechte Hand Regel benutzt. Für bewegte negative Ladungen musst du entweder die Rechte Hand Regel umdenken oder die Linke Hand Regel verwenden.
Rechte Faust Regel
Mit der Rechten Faust Regel, auch Korkenzieherregel genannt, kannst du die Richtung des Magnetfelds bestimmen, welches ein stromdurchflossener Leiter erzeugt.
Dabei umgreifst du den Leiter mit deiner Rechten Hand so, dass dein Daumen in technische Stromrichtung zeigt. Deine restlichen Finger geben dir dann die Richtung des Magnetfelds an. So kannst du beispielsweise auch die Richtung des von einer Spule erzeugten Magnetfeld bestimmen.
Rechte Hand Regel Beispiele
Wichtige Beispiele, in denen du die Rechte Hand Regel benötigst, ist die Wirbenstrombremse , das Fadenstrahlrohr und der Faradaysche Käfig .
Außerdem ist die Lorentzkraft und damit auch die Rechte Hand Regel besonders beim sogenannten Hall Effekt wichtig. Dabei entsteht eine Spannung senkrecht zum Stromfluss in einem stromdurchflossenen Leiter. Wenn du mehr darüber erfahren willst, dann schau dir unseren Beitrag zum Hall Effekt an.
