Schraubenregel

Ein Strom I, der durch einen geradlinigen Leiter fließt, erzeugt ein Magnetfeld B, dessen Feldlinien kreisförmig um den Leiter herum verlaufen.

Korkenzieherregel, Rechte-Hand-Regel und Rechte-Faust-Regel, Rechte-Daumen-Regel oder Umfassungsregel sind Merkregeln für die Richtung des magnetischen Feldes, das von einem stromdurchflossenen Leiter erzeugt wird. Die Magnetfeldlinien bilden dabei geschlossene Kurven um diesen Leiter.

Die Bezeichnung Rechte-Hand-Regel ist nicht eindeutig, da sie auch für die Drei-Finger-Regel verwendet wird.

Korkenzieherregel

Dreht man einen Korkenzieher so, dass er sich in die technische Stromrichtung vorwärts schraubt, dann gibt sein Drehsinn die Richtung der Magnetfeldlinien an.

Diese Drehung ist bei üblichen Korkenziehern eine Rechtsdrehung. Bei der technischen Richtung des elektrischen Stromes wird eine Bewegung positiver Ladungsträger angenommen, die, abgesehen vom Inneren der Spannungsquelle, vom elektrischen Plus- zum Minuspol fließen.

Rechte-Faust-Regel, Rechte-Daumen-Regel, Umfassungsregel

Der Leiter wird mit der rechten Hand so umfasst, dass der abgespreizte Daumen die konventionelle/technische Stromrichtung (entgegen dem Elektronenfluss) anzeigt, dann zeigen die Finger die Richtung des entstehenden Magnetfeldes an.

Rechte-Daumen-Regel

Die technische Stromrichtung ist entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Elektronen im Leiter definiert. Eine entsprechende Regel für die Bewegungsrichtung der Elektronen wird daher auch gelegentlich als Linke-Hand-, -Faust- oder -Daumen-Regel bezeichnet. Diese ist aber deutlich weniger verbreitet als die Regel, die Bezug auf die rechte Hand nimmt.

Die Grundlage für die Regel bildet die Maxwellsche Gleichung

$\mbox{rot}\boldsymbol H = \boldsymbol{J}$

oder in integraler Form

$\oint\limits_{\mathcal C} \vec{H} \cdot \text{d} \vec s =\int\limits_{\mathcal A} \vec J \cdot \text{d} \vec{a}$

Richtungsbestimmung der Lorentzkraft

Der Strom in einem Leiter erzeugt ein Magnetfeld um den Leiter herum (vgl. Bild oben rechts). Der Richtungssinn dieses Magnetfeldes ist gemäß der Rechte-Faust-Regel: Fließt der Strom in Richtung des Daumens durch einen umfassten Leiter, bildet sich ein Magnetfeld in Richtung der Finger um den Leiter. Feldlinien gleicher Richtung stoßen sich ab.
Im Bild bedeutet das: Der Daumen weist nach links in Stromrichtung I, hinter dem Leiter verstärkt sich durch den Strom das Feld B, vor dem Leiter wird es geschwächt - es entsteht eine Kraft F nach vorn und somit in Richtung des Kraft-Vektors (gelb).

Anwendungen dieses Prinzips sind elektrodynamische Antriebe aller Art:

• Elektromotoren
• Schwingspulen von Lautsprechern
• Galvanometerantriebe, Drehspulmesswerke

Auch eine frei durch das Magnetfeld fliegende positive Ladung (linkes Bild) erfährt eine Kraft in die gleiche Richtung, wobei sie aus ihrer Bahn abgelenkt wird. Eine negative Ladung dieser Flugrichtung erfährt eine Kraft in das Bild bzw. in den Magneten hinein. Besitzt die Ladung eine Masse, wirkt dieser Kraft die Zentripetalkraft entgegen - die Ladung bewegt sich auf einer Kreisbahn.

Anwendung findet dies bei der magnetischen Ablenkung geladener, bewegter Teilchen:

• Ablenkung der Elektronen in der Bildröhre
• geladene Teilchen in der Nebelkammer besitzen gekrümmte Bahnen
• durch Teilchenbeschleunigern beschleunigte Elementarteilchen können durch Magnetfelder abgelenkt und in Speicherringen aufbewahrt werden
• Sortierung der Ionen nach Art bzw. Masse bei der Massenspektrometrie

Bestimmung der Polung eines Elektromagneten

Ein Elektromagnet besteht aus vielen, gleichsinnig von Strom durchflossenen Leitern in einem offenen Eisenkern. Alle den Wicklungsquerschnitt füllenden Leiter besitzen jeweils ein sie umgebendes Magnetfeld. Die Felder summieren sich zu einem, den Wicklungsquerschnitt umlaufenden Gesamtfeld. Die Feldlinien verlaufen entsprechend der Rechte-Faust-Regel (alle Stromrichtungen der Windungen sind gleichsinnig!) und verlassen den Eisenkern an der Stelle, an sich der magnetische Nordpol bildet. Anschließend treten die Feldlinien am magnetischen Südpol wieder in den Eisenkern ein.

Elektromagnete werden als Zugmagnete, als Haltemagnete und ihrerseits wiederum auch zur Erzeugung des Magnetfeldes (Erregung) von Elektromotoren oder zur Ablenkung der Bahnen von bewegten Elementarteilchen und Ionen verwendet.

Die Windungen einer stromdurchflossenen Spule haben dabei das Bestreben, sich aneinander anzunähern und die innere freie Fläche (Öffnung) der Spule zu vergrößern.

Siehe auch

• Drei-Finger-Regel
• Magnetismus