Lorentzkraft Rechner
Gib eine Ladung, eine Geschwindigkeit und eine magnetische Feldstärke ein, um die magnetische Kraft in Newton zu erhalten — den Druck, den ein Feld einer quer dazu bewegten Ladung gibt.
Magnetische Kraft in einem Schritt
Gib Ladung, Geschwindigkeit und Feldstärke ein und der Rechner liefert die magnetische Kraft F = q × v × B in Newton.
SI-Einheiten verwenden
Ladung in Coulomb, Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde und Feld in Tesla ergeben die Kraft in Newton — die Bewegung wird als senkrecht zum Feld angenommen.
Was ist die Lorentzkraft?
Der magnetische Druck auf eine bewegte Ladung
Dieser Lorentzkraft-Rechner findet die magnetische Kraft, die ein Feld auf eine bewegte elektrische Ladung ausübt. Eine ruhende Ladung im Magnetfeld spürt nichts, doch sobald sie sich quer zu den Feldlinien bewegt, drückt das Feld seitlich auf sie. Dieser Druck ist die Lorentzkraft, und sie lenkt Elektronenstrahlen ab, dreht den Rotor eines Elektromotors und steuert Teilchen um einen Beschleunigerring. Die Größe der Kraft hängt von drei Dingen ab: wie viel Ladung sich bewegt, wie schnell sie ist und wie stark das Feld ist. Gib diese drei Werte ein — Ladung in Coulomb, Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde und Feldstärke in Tesla — und du erhältst die Kraft in Newton.
Gib eine Ladung, eine Geschwindigkeit und eine Feldstärke ein, um sofort die magnetische Kraft in Newton zu erhalten.
Bewegt sich eine Ladung senkrecht zu einem Magnetfeld, ist die magnetische Kraft einfach die Ladung multipliziert mit der Geschwindigkeit und der Feldstärke.
F = q × v × BNimm ein Elektron, das eine Ladung von etwa 1,6e-19 C trägt und sich mit 1.000.000 m/s durch ein Magnetfeld von 0,5 T bewegt. Multipliziere die drei Werte: 1,6e-19 × 1.000.000 × 0,5 = 8e-14 N. Die Kraft ist winzig, weil die Ladung eines einzelnen Teilchens winzig ist, doch sie reicht mehr als aus, um das Elektron auf eine enge Kreisbahn zu zwingen. Jeder Eingabewert skaliert die Kraft direkt: Verdoppelst du die Geschwindigkeit, verdoppelt sich die Kraft; verdoppelst du das Feld, verdoppelt sie sich erneut.
Die Formel ist für senkrechte Bewegung exakt, doch ein paar Punkte solltest du im Blick behalten.
Senkrechte Bewegung und der elektrische Anteil
Dieser Rechner liefert die magnetische Kraft für eine Ladung, die sich senkrecht zum Feld bewegt. Der allgemeine Fall hängt vom Winkel θ zwischen Geschwindigkeit und Feld ab: F = q × v × B × sin θ, sodass die Kraft auf null schrumpft, wenn sich die Ladung entlang der Feldlinien bewegt. Die vollständige Lorentzkraft fügt zudem einen elektrischen Anteil hinzu, F = q(E
- v × B); ist ein elektrisches Feld vorhanden, addiere die elektrische Kraft qE separat. Halte deine Einheiten in Coulomb, Metern pro Sekunde und Tesla, damit das Ergebnis in Newton herauskommt.