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Physik – Physikalische Grundbegriffe von EMF
Kräfte die auf Ladungen wirken
Man kann drei Arten von Kräften, die auch in Kombinationen auftreten können, unterscheiden: Coulombkraft, Lorentzkraft und elektromotorische Kraft.
Coulomb-Kraft
Es ist die elektrische Kraft, welche ruhende Ladungen aufeinander ausüben. Gleichartige Ladungen stossen sich ab, ungleichartige Ladungen ziehen sich an. So kommen etwa Spannungspotenziale zu Stande. Die Coulomb-Kraft erklärt elektrostatische Phänomene.
Lorentzkraft
Es ist die elektrische Kraft, welche eine bewegte Ladung erfährt, wenn sie sich durch ein Magnetfeld bewegt. Beispiel: zwei Drähte liegen parallel nebeneinander. Fliesst in einem Leiter Strom (Gleichstrom), so umgibt ein (konstantes bzw. statisches) Magnetfeld diesen Leiter. Das Magnetfeld übt keine Kraft auf den zweiten Leiter aus, weil dessen Ladungen ruhen. Fliesst im zweiten Leiter hingegen ein Strom, dann geht vom Magnetfeld eine Kraft auf jede einzelne der bewegten Ladungen im zweiten Leiter aus. Je nach Stromrichtung wird der Draht in Richtung des ersten Leiters gezogen oder von diesem weggestossen (dass der Strom im zweiten Leiter ebenfalls ein Magnetfeld aufbaut und auf den ersten Draht rückwirkt, sei hier ausser Acht gelassen).
Elektromotorische Kraft
Ein sich in seiner Stärke änderndes magnetisches Feld generiert ein elektrisches Feld. Dieses kann, wenn es auf einen Leiter einwirkt, Kräfte auf dessen elektrische Ladungen ausüben und Ströme im Leiter fliessen lassen. Wegen der Richtung der Feldkräfte (bzw. Ströme), welche sich ändernde Magnetfelder erschaffen (induzieren) spricht man von Wirbelfeldern (Wirbelströmen). Die Kraft, welche diese Ströme „antreibt“ nennt man elektromotorische Kraft. Man muss sie als eigenständiges physikalisches Phänomen ansehen, und sie von Coulomb- oder Lorentzkräften unterscheiden. Eine genauere Darstellung findet sich im Kapitel Induktion.