Elementare Ursache von Kräften auf Objekte

Eclipse4: Ihre Bewegung führt zu Magnetismus, kann aber keine weiteren Monopole aus dem Hut zaubern.

Das ist ein ausgezeichneter grundsätzlicher Gedanke, der genau ins Schwarze trifft.

Wolfgang24-1 schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Bei parallelen Strömen ist die Relativgeschwindigkeit der Elektronen in den beiden Leitern Δ.vs ≈ 0
Bei anitparallelen Strömen ist die Relativgeschwindigkeit hingegen Σ.vs ≈ 2·vs

Wir betrachten Anziehung und Abstoßung von Leitern im Ruhesystem der Leiter. Dort bewegen sich die Ladungsträger in beiden Richtungen gleich schnell.

Im Laborsystem sind beide Ladungskollektive gleich dicht. Aus Sicht der Elektronen sind aber jweils die gegenläufigen Elektronen dichter. Daher überwiegt hier die negative Ladungsdichte und die beiden Leiter stoßen sich ab. Was ist dabei Dein Problem?

Rainer Raisch schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Bei parallelen Strömen ist die Relativgeschwindigkeit der Elektronen in den beiden Leitern Δ.vs ≈ 0
Bei anitparallelen Strömen ist die Relativgeschwindigkeit hingegen Σ.vs ≈ 2·vs

Wir betrachten Anziehung und Abstoßung von Leitern im Ruhesystem der Leiter. Dort bewegen sich die Ladungsträger in beiden Richtungen gleich schnell.

Im Laborsystem sind beide Ladungskollektive gleich dicht. Aus Sicht der Elektronen sind aber jweils die gegenläufigen Elektronen dichter. Daher überwiegt hier die negative Ladungsdichte und sie stoßen sich ab.

Warum ziehen sich dann die gleichlaufenden Elektronen überhaupt an? Der Dichteunterschied zu den Protonen ist doch jeweils gleich. Nur dieser Dichteunterschied kann doch zum elektrischen Feld führen.
Tatsächlich gilt im System der sich gleichläufig bewegenden Elektronen, dass sich die Protonen bewegen und so ein Magnetfeld erzeugen. Die eigenen sich bewegenden Protonen erfahren im Magnetfeld des anderen Leiters die anziehende Kraft.

Wolfgang24-1 schrieb:

Warum ziehen sich dann die gleichlaufenden Elektronen überhaupt an?

Das hatten wir doch schon.

Bei parallelen Leitungen sehen die Eektronen keine veränderte Elektronen-Dichte in beiden Leitungen. Aber die Ionenstümpfe sind aus ihrer Sicht kontrahiert, zwar in beiden Leitungen gleichermaßen, aber auf jeden Fall ist der andere Leiter nun positiv geladen und sie ziehen sich an, nicht weil sich die Ionen anziehen würden (sie stoßen sich immer ab), sondern weil die bewegten Elektronen angezogen werden.

Rainer Raisch schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Warum ziehen sich dann die gleichlaufenden Elektronen überhaupt an?

Das hatten wir doch schon.

Bei prallelen Leitungen sehen die Eektronen keine veränderte Elektronen-Dichte in beiden Leitungen. Aber die Ionenstümpfe sind aus ihrer Sicht kontrahiert, zwar in beiden Leitungen gleichermaßen, aber auf jeden Fall ist der andere Leiter nun positiv geladen und sie ziehen sich an, nicht weil sich die Ionen anziehen würden (sie stoßen sich immer ab), sondern weil die bewegten Elektronen angezogen werden.

Fällt dir nicht auf, dass sich die beiden Begründungen beim parallelen und beim gegenläufigen Stromverlauf widersprechen?

Wolfgang24-1 schrieb:

Fällt dir nicht auf, dass sich die beiden Begründungen beim parallelen und beim gegenläufigen Stromverlauf widersprechen?

Was genau verstehst Du denn nicht? Einmal sind die Elektronen im anderen Leiter dichter als die Ionen (negative Gesamtladung → Abstoßung)  und das andere Mal weniger dicht (positive Gesamtladung → Anziehung), wo wäre da der Widerspruch?

Die Ionen sind fest im Gitter verankert, also unbewegt, also Teil des Laborsystems, und sehen überall neutrale Gesamtladung.

 

Wolfgang24-1 schrieb:

Warum ziehen sich dann die gleichlaufenden Elektronen überhaupt an?

Man muss zunächst unterscheiden zwischen

1. zwei parallel bewegten gleichnamigen Punktladungen (im folgenden negativ geladen)
2. zwei parallelen Leitern mit parallel bewegten Ladungen

Zu 1)

• Es ergibt sich netto eine Abstoßung durch die Coulombkraft zwischen den Punktladungen, denn:
• Es entsteht zwar ein Magnetfeld mit anziehender Lorentzkraft, aber diese ist schwächer als die abstoßende Coulombkraft.

Zu 2)

• Es ergibt sich netto eine Anziehung durch die Coulombkraft zwischen den bewegten Ladungen und den Gitterionen im anderen Leiter, denn:
• Auch hier entsteht ein Magnetfeld mit anziehender Lorentzkraft, aber die Abstoßung zwischen den parallelen Ladungen wird durch die anziehende Coulombkraft der lorentzkontrahierten^a) Gitterionen fast vollständig kompensiert.
• Die anziehende Lorentzkraft wirkt praktisch allein auf die parallel bewegten Ladungen.

^a) Im Ruhesystem der bewegten Ladungen sind die Gitterionen des jeweils anderen Leiters bewegt und daher lorentzkontrahiert. Der jeweils andere Leiter wirkt also positiv geladen.