Elektrotechnik Grundlagen

Rechte Hand Regel

Die Rechte Hand Regel wird dich in der Physik und Elektrotechnik immer begleiten. Deshalb haben wir dir in diesem Artikel alle wichtigen Aspekte zu diesem Thema zusammengestellt.

Die Anwendung der Regel ist noch einfacher in Videoform zu lernen. Schau dir auf jeden Fall unserer Video  zur Rechten Hand Regel an!

Inhaltsübersicht

Rechte Hand Regel einfach erklärt

Auf bewegte Ladungen in einem Magnetfeld wirkt die Lorentzkraft. Diese steht dabei immer senkrecht zur Bewegungsrichtung des geladenen Teilchens. Die Rechte Hand Regel dient dabei als Merkhilfe für die Bestimmung der Richtung der Lorentzkraft. Falls du dich für das Thema Lorentzkraf interessierst, kannst du dir gerne unser Video dazu ansehen.

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, wie in der unteren Abbildung gezeigt. Dein Daumen und dein Zeigefinger formen dabei eine Pistole und der Mittelfinger befindet sich im rechten Winkel dazu abgespreizt in Richtung der Handfläche.

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Rechte-Hand-Regel

Nun musst du deine Finger richtig ausrichten. Im ersten Schritt richtest du deinen Daumen in die Bewegungsrichtung (Ursache) der geladenen Teilchen. Dabei musst du aufpassen! Den rechten Daumen benutzt du für positive Ladungen, also zeigt dieser von + nach -. Diese Richtung ist auch als technische Stromrichtung definiert. Für Elektronen musst du dementsprechend deinen Daumen entgegen der ElektronenBewegungsrichtung halten, also genau umgekehrt! 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 Kraft (Wirkung) an.

Du kannst dir das auch als IBF-Regel („Ich bin Franz“) oder FBI-Regel merken. Deinen Daumen zeigst du entlang des technischen Stroms I, deinen Zeigefinger richtest du nach dem Magnetfeld B aus und der Mittelfinger gibt dir dann die Richtung der Kraft F an.

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.

Leiterschaukelversuch - offener Schalter, Lorentzkraft, UVW-Regel, Rechte Hand Regel
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Leiterschaukelversuch – offener Schalter

Für den Versuch hängst du eine nicht magnetische Leiterschaukel in das Magnetfeld eines Hufeisenmagneten. Diesen schließt du mit einer Glühbirne und einem Schalter an eine Spannungsquelle an.

Stromdurchflossener Leiter

Schließt du jetzt diesen Schalter, so kann nun Strom fließen, was du auch am Leuchten der Glühbirne erkennst. In diesem Moment wirkt 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 -), also in unserem Beispiel aus der Bildebene heraus. Danach richtest du deinen Zeigefinger entlang des Magnetfelds vom Nord- zum Südpol aus. In unserem Beispiel dementsprechend nach unten. Zum Schluss zeigt dir dein Mittelfinger die Kraft an in die sich die Leiterschaukel bewegt, also nach rechts.

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Leiterschaukelversuch – geschlossener Schalter

Die Leiterschaukel bewegt sich im Versuch nach rechts, somit stimmt auch unsere, mit der Rechten Hand Regel ermittelte Richtung.

Bewegte Ladung

Die Rechte Hand Regel gilt, wie bereits erklärt, auf bewegte Ladungen. Diese Bewegung kann, wie oben, durch Stromfluss hervorgerufen werden, aber auch durch mechanische Bewegung. Dazu sehen wir uns folgenden Versuchsaufbau an.

Leiterschaukelversuch - ohne Spannungsquelle, Lorentzkraft, UVW-Regel, Rechte Hand Regel
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Leiterschaukelversuch – ohne Spannungsquelle

Im Vergleich zum vorherigem Veruschsaufbau ist der einzige Unterschied der, dass wir nun keine Quelle und keinen Schalter in der Schaltung haben. Es fließt also ohne weiteres kein Strom und die Glühbirne leuchtet nicht. Diesen Versuch haben wir sehr ausführlich in unserem Video zur Lenzschen Regel %Link Lenzsche Regel behandelt.

Wenn du den Leiter nun beispielsweise nach rechts ziehst, bewegst du durch eine mechanische Kraft (Zugkraft) die Elektronen im Magnetfeld, das heißt du kannst die Rechte Hand Regel anwenden. Dein Daumen muss, da Elektronen bewegt werden, entgegen deiner Zugrichtung zeigen, also nach links. Den Zeigefinger hältst du wie gewohnt vom Nord- zum Südpol und dein Mittelfinger gibt dir nun die Richtung der Kraft an. In unserem Fall aus der Zeichenebene heraus. Das bedeutet, dass die Elektronen im Leiter aufgrund deiner Bewegung aus der Zeichenebene heraus gezogen werden. Es entsteht also ein Induktionsstrom , was du auch am leuchten der Lampe erkennst.

Unterschied Rechte/ 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.

Linke-Hand-Regel und Rechte-Hand-Regel Unterschied, UVW-Regel
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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 +).

Merke

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 Hand Regel Beispiele

Als nächstes sehen wir uns die Rechte Hand Regel in dem Beispiel der Hall Sonde an. Hier hat man einen breiteren Leiter, durch den der Strom I fließt. Wird nun dieses Leiterstück von einem Magnetfeld B durchsetzt, so werden die Elektronen abgelenkt und du kannst die Hallspannung messen.

Hall Effekt, UVW-Regel, Rechte-Hand-Regel
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Hall Effekt

Die Richtung in der die Elektronen abgelenkt werden kannst du mit der Drei Finger Regel bestimmen. Dein rechter Daumen zeigt in Technische Stromrichtung, also nach rechts. Dein Zeigefinger zeigen entlang der Magnetfeldlinien, in unserem Beispiel nach oben. Zuletzt gibt dir dein Mittelfinger die Richtung der Lorentzkraft an, in unserem Beispiel also aus der Zeichenebene heraus.

Weitere Beispiele zur Anwendung der Rechten Hand Regel findest du in unseren Videos zur Wirbelstrombremse , Fadenstrahlrohr , oder Faradayscher Käfig .

Rechte Faust Regel

Mit der Rechten Faust Regel, auch Korkenzieherregel genannt, kannst du die Richtung des Magnetfeld bestimmen, welches ein Stromdurchflossener Leiter durch Induktion erzeugt.

Rechte-Faust-Regel, Rechte-Hand-Regel, UVW-Regel
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Rechte-Faust-Regel

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.

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