Verwandte Effekte:
Induktion durch Bewegen, Kraft auf Leiter, Hall-Effekt.

Zwischen diesen drei Effekten gibt es sehr viele Gemeinsamkeiten aber auch ein paar Unterschiede. Weil man das in Schulbüchern selten findet, wurde diese Gegenüberstellung gemacht. Die Seite wendet sich an Schülerinnen und Schüler der gymnasialen Oberstufe, nicht unbedingt an Studenten, da die Induktion in den Hochschulen mit anderen mathematischen Werkzeugen beschrieben wird.
Die Induktion ist wesentlich umfassender als der Teilaspekt, der hier beschrieben wird.

Induktion durch Bewegen eines Leiters im Magnetfeld (1. Art)	Kraft auf stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld	Hall-Effekt
Ursache: Die ganze Stange wird mechanisch nach unten verschoben. Die Elektronen in der Stange können diese nicht verlassen und bewegen sich daher zwangsläufig ebenfalls nach unten.	Ursache: Durch die angeschlossene Stromquelle bewegen sich die Elektronen vom Minuspol zum Pluspol der Quelle, - in der Stange nach rechts.	Ursache: Durch die angeschlossene Stromquelle bewegen sich die Elektronen vom Minuspol zum Pluspol der Quelle, - im Hall-Element nach rechts.
Vermittlung: man braucht ein Magnetfeld	Vermittlung: man braucht ein Magnetfeld	Vermittlung: man braucht ein Magnetfeld
Wirkung: Wegen der 3-Finger-Regel wirkt auf jedes einzelne Elektron die Lorentzkraft nach links. Am linken Ende kommt es zu einem Überschuss an negativer Ladung, am rechten Ende fehlen Elektronen, dort ist also ein Überschuss an positiver Ladung. Zwischen den (horizontalen) Enden der Stange entsteht eine Spannung, die Induktionsspannung.	Wirkung: Auf jedes einzelne Elektron wirkt die Lorentzkraft (nach unten). Die Summe all dieser Lorentzkräfte ist die Gesamtkraft, die auf den ganzen Leiter wirkt. Der Leiter bewegt sich nach unten.	Wirkung: Auf jedes einzelne Elektron wirkt die Lorentzkraft (nach unten). Dadurch sammeln sich Elektronen am unteren Ende des Hall-Elements, es kommt dort zu einem Überschuss an negativer Ladung, während die Elektronen oben fehlen. Zwischen den (vertikalen) Enden der Stange entsteht eine Spannung, die Hall-Spannung.
Induktionsspannung: Uind = (n) * d * v * B Hier ist n = 1 (nur eine Induktionsstrecke)	Lorentzkraft: FL = e * v * B Kraft auf Leiter: F = (n) * d * I * B Hier ist n = 1 (nur eine Strecke, auf die eine Kraft wirkt)	Hall-Spannung: UH = d * v * B
Links auf dem Server: Die Leiterschleife im Magnetfeld - Lorentzkraft Induktion 1. Art - durch Bewegen eines Leiters	Links auf dem Server: Der rollende Stab - Linke Hand Regel, Lorentzkraft zweidimensional">Linke Hand Regel: Vereinfachung dreidimensional -> zweidimensional	Links auf dem Server: Der Hall-Effekt Wie schnell sind Elektronen in Drähten? Hall-Effekt und Induktion 1. Art

Gemeinsamkeiten der drei Effekte:

• man braucht ein Magnetfeld
• die Elektronen müssen sich bewegen, auf ruhende Elektronen wirkt keine Kraft
• es tritt die Lorentzkraft auf, deren Richtung man mit der 3-Finger-Regel der linken Hand findet
• die Gleichungen sind fast identisch:
  Bei der Kraft auf den Leiter haben die Elektronen dann eine große Geschwindigkeit, wenn die Stromstärke groß ist.

Unterschiede bei den drei Effekten:

• der Grund, warum die Elektronen sich bewegen ist verschieden:
  
  bei der Kraft auf den Leiter und beim Hall-Effekt werden die Elektronen durch eine angeschlossene Quelle bewegt..
  In beiden Fällen tritt die Lorentzkraft nach unten auf. Dies führt zu einer Kraft auf das Leiterelement und zu einer Ladungstrennung.
  
  
• die Wirkungen sind verschieden:
  
  bei der Kraft auf den stromdurchflossenen Leiter addieren sich die Lorentzkräfte zur (mechanischen) Kraft auf den Leiter, bei den anderen beiden Effekten führen die Lorentzkräfte zu einer Ladungstrennung und damit zum Auftreten einer Spannung.

Fazit:

Genau betrachtet, sind die drei Effekte - ganz streng genommen - eigentlich ein Effekt:
auf bewegte Elektronen wirkt im einem Magnetfeld die Lorentzkraft, die wiederum etwas bewirkt, eine Gesamtkraft oder eine Ladungstrennung. Lediglich Ursache und Wirkung sind vertauscht.

Zum Inhalt dieser Seite gibt es auch ein Arbeitsblatt (mit Lösungen): Arbeitsblatt verwandte Effekte herunterladen (WORD-Dokument 42 kB)

Grüninger, Landesbildungsserver, 2011