Rechner für Magnetkraft zwischen Leitern

Zwei parallele stromdurchflossene Leiter üben magnetische Kräfte aufeinander aus. Der erste erzeugt ein kreisförmiges Magnetfeld, in dem die bewegten Ladungen des zweiten eine Lorentzkraft erfahren. Sind die Leiter im Vergleich zu ihrem Abstand lang, gilt für die Kraft pro Länge F/L = μ₀I₁I₂ / (2πd). I₁ und I₂ sind Strombeträge, d ist der Achsabstand und μ₀ die Vakuumpermeabilität. Multiplikation mit der gewählten parallelen Länge ergibt die Gesamtkraft dieses Abschnitts. Die Wechselwirkung wächst mit jeder Stromstärke. Verdoppelt sich ein Strom, verdoppelt sich die Kraft; verdoppeln sich beide, vervierfacht sie sich. Die Kraft ist umgekehrt proportional zum Abstand: Doppelter Abstand halbiert die Kraft pro Meter. Die Gleichung setzt Luft oder Vakuum sowie dünne, gerade, parallele Leiter voraus. Endeffekte, benachbarte magnetische Materialien, Biegungen und andere Strompfade bleiben unberücksichtigt. Die Kraftrichtung hängt von der Stromrichtung ab. Gleichgerichtete Ströme ziehen sich an, entgegengesetzte stoßen sich ab. Dieser Rechner verarbeitet Beträge und liefert den Kraftbetrag. Bestimmen Sie Anziehung oder Abstoßung daher anhand der tatsächlichen Stromrichtungen. Jeder Leiter erfährt eine gleich große, räumlich entgegengesetzte Kraft gemäß Newtons drittem Gesetz. In Anlagen können diese verteilten Kräfte Spannungen, Schwingungen oder Bewegungen an Stromschienen und Kabelhalterungen verursachen. Historisch diente diese Wechselwirkung zur Definition des Ampere, da sie eine direkte mechanische Wirkung des Stroms liefert. Das moderne SI nutzt diese alte exakte kraftbasierte Definition nicht mehr; die Beziehung bleibt jedoch grundlegend. Verwenden Sie Meter für Abstand und Länge, Ampere für Ströme sowie Newton pro Meter und Newton für die Ergebnisse. Der Abstand wird zwischen den Leiterachsen gemessen, nicht zwischen den nächstgelegenen Oberflächen. Dicke oder eng benachbarte Leiter, endliche Längen und komplexe Kabelführungen können numerische Feldanalysen erfordern. Der ideale Rechner eignet sich für Lehrbuchaufgaben, schnelle Stromschienenabschätzungen, Kraftvergleiche und die Prüfung detaillierter Modelle. Er trennt die von der gewählten Abschnittslänge unabhängige Streckenlast von der Gesamtkraft und verhindert so die Verwechslung von Newton pro Meter mit Newton.