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2025-11-23T19:48:11Z

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[[Datei:Electromagnetism.svg|mini|Ein Strom ''I'', der durch einen geradlinigen Leiter fließt, erzeugt ein Magnetfeld ''B'', dessen Feldlinien kreisförmig um den Leiter herum verlaufen.]]

Die '''Korkenzieherregel''', alternativ auch '''Rechte-Faust-Regel''', '''Rechter-Daumen-Regel'''<ref group = "Anm" name = "Daumen">Als ''Daumenregel'' wird auch eine der beiden [[Ampèresche Regeln|Ampèreschen Regeln]] bezeichnet. Diese kommen zum gleichen Ergebnis wie die hier beschriebene Regel, jedoch auf einem anderen Wege.</ref>, '''Schrauben-''' oder '''Umfassungsregel''' genannt, ist eine Merkregel zur anschaulichen Bestimmung der Richtung des von einem [[Elektrischer Strom|stromdurchflossenen]] [[Elektrischer Leiter|Leiter]] erzeugten [[Magnetismus|Magnetfelds]]. Die ebenfalls gebräuchliche Bezeichnung der Korkenzieherregel als '''Rechte-Hand-Regel''' dagegen ist nicht eindeutig, da dies auch ein Synonym für die [[Drei-Finger-Regel]] der rechten Hand ist. Die in technischen Bereichen übliche Dart-Darstellung ermöglicht die kompakte Darstellung der dritten Dimension einzelner Elemente in einer 2D-Grafik: <math>\otimes</math> für „ins Bild hinein“ (Ansicht des hinteren Endes eines Dartpfeils) und <math>\odot</math> für „aus dem Bild heraus“ (Spitze des Dartpfeils).

Zu berücksichtigen ist außerdem, dass zu jeder „Rechte-Faust-“ bzw. „Rechter-Daumen-Regel“ eine komplementäre „Linke-Faust-Regel“ bzw. „Linker-Daumen-Regel“ für die umgekehrte [[Elektrische Stromrichtung|Stromrichtung]] (also die Flussrichtung negativer Ladungsträger) formuliert werden kann.

== Korkenzieherregel, Schraubenregel ==
[[Datei:CorkscrewRule.png|miniatur|Die Korkenzieherregel]]
Dreht man einen Korkenzieher so, dass er sich in die konventionelle bzw. [[technische Stromrichtung]], d. h. vom elektrischen Plus- zum Minuspol, vorwärts schraubt, gibt sein Drehsinn damit die Richtung der durch den Stromfluss erzeugten Magnetfeldlinien an, wobei angenommen wird, dass dieser Drehsinn bei üblichen Korkenziehern stets der nach rechts, also im Uhrzeigersinn ist.<ref>{{cite book
| title = Wie funktioniert das? Die Technik im Leben von heute/
| editor = Redaktion Naturwissenschaft und Technik des Bibliographischen Institutes
| edition = 2. vollst. überarb.
| publisher = Meyers Lexikonverlag
| location = Mannheim, Wien, Zürich
| isbn = 3-411-01732-5
| quote = Die Zuordnung zwischen Strom‑ und Magnetfeldrichtung prägt man sich am besten mittels der „Korkenzieherregel“ ein: Bewegt man den Korkenzieher im Sinne einer Rechtsschraube drehend in Richtung des Flusses positiver Ladungsträger, so gibt der Drehsinn die Richtung der den Leiter kreisförmig umgebenden magnetischen Feldlinien an.
| page = 40
}}</ref>

Analog wird bei Formulierung der Regel als „Maxwellsche Schraubenregel“<ref>Grimsehl: ''Lehrbuch der Physik, Bd.II''; Leipzig 1954, S. 116.</ref> postuliert, dass, wenn man eine Schraube in konventioneller bzw. technischer Stromrichtung vorwärts schraubt, ihr Drehsinn dabei die Richtung der durch den Stromfluss erzeugten Magnetfeldlinien angibt, wobei auch hier stillschweigend vorausgesetzt wird, dass man dabei eine Schraube mit [[Rechtsgewinde]] verwendet.

== Rechte-Faust-Regel, Rechter-Daumen-Regel, Umfassungsregel ==
[[Datei:Right-hand grip rule.svg|mini|Die Rechte-Faust-Regel]]
Wird der Leiter ''mit der rechten Hand'' so umfasst, dass der abgespreizte Daumen ''die konventionelle bzw. [[technische Stromrichtung]]'', d. h. vom elektrischen Plus- zum Minuspol, anzeigt, so zeigen die gekrümmten Finger die Richtung des entstehenden Magnetfeldes an.

Für einen Kreisstrom, z. B. in der Spule eines Elektromagneten (s. u.), gilt dementsprechend:

Wird die Spule ''mit der rechten Hand'' so umfasst, dass die Finger ''in Richtung der technischen Stromrichtung'' gekrümmt sind, zeigt der abgespreizte Daumen in Richtung des sich bildenden magnetischen Nordpols.

Wie angedeutet, ist die technische Stromrichtung dabei der tatsächlichen Bewegungsrichtung der [[Leitungselektronen]] entgegengesetzt. Ersetzt man dagegen in der obigen Formulierung die rechte Hand durch die linke, erhält man damit eine Regel, die der realen Bewegungsrichtung der Elektronen Rechnung trägt – dementsprechend als ''Linke-Faust-'' bzw. ''Linker-Daumen-Regel'' bezeichnet, setzt diese Regel sich allerdings gegenüber der traditionellen ''Rechte-Faust-'' bzw. ''Rechter-Daumen-Regel'' nur sehr langsam, namentlich in neueren Quellen,<ref>Dorn-Bader: Physik in einem Band, Schrödel, 2006, ISBN 3-507-86266-2, S. 291.</ref> durch.

Grundlage der Regel bildet das [[Ampèresches Gesetz|Ampèresche Gesetz]]
:<math>\operatorname{rot} \vec{H} = \vec{J}</math>
mit der [[magnetische Feldstärke|magnetischen Feldstärke]] <math>\vec{H}</math> und der [[elektrische Stromdichte|elektrischen Stromdichte]] <math>\vec{J}</math> bzw. dessen integrale Form
:<math>\oint\limits_{\mathcal C} \vec{H} \cdot \text{d} \vec s =\iint\limits_{\mathcal A} \vec J \cdot \text{d} \vec{a}</math>
wo das eine Integral über die stromdurchflossene Fläche <math> \mathcal A </math> und das andere über deren Randkurve <math> \mathcal C </math> gebildet wird.

== Richtungsbestimmung der Lorentzkraft ==
[[Datei:Lorentzkraft l&r de.png|miniatur|hochkant=1.5|Zustandekommen der Lorentzkraft]]

Der Strom in einem Leiter erzeugt um den Leiter ein Magnetfeld, dessen Richtungssinn sich gemäß der ''Rechte-Faust-Regel'' wie folgt ergibt: Fließt der Strom in Richtung des Daumens (technische Stromrichtung) durch den umfassten Leiter (im nebenstehenden Bild rechts nach hinten), bildet sich um diesen ein Magnetfeld in Richtung der (im nebenstehenden Bild rechts im Uhrzeigersinn) gekrümmten Finger. In Verbindung mit einem äußeren – quer zum Leiter gerichteten – Magnetfeld ergibt sich auf der einen Seite des Leiters ein verstärktes, auf der anderen dagegen ein abgeschwächtes Magnetfeld. Die [[Lorentzkraft]] <math>F_\mathrm{L}</math> wirkt in Richtung vom verstärkten zum abgeschwächten Magnetfeld (im nebenstehenden Bild nach links).

Anwendungen dieses Prinzips sind elektrodynamische Antriebe aller Art:
*Elektromotoren
*Schwingspulen von Lautsprechern
*Galvanometerantriebe, Drehspulmesswerke

[[Datei:Deflection of nuclear radiation in a magnetic field de.png|miniatur|hochkant=1.5|Ablenkung ionisierender Strahlung durch ein Magnetfeld]]
Aber auch frei durch ein Magnetfeld fliegende elektrische Ladungen erfahren eine Kraft in der beschriebenen Weise und Richtung, die sie aus ihrer ursprünglichen Bahn ablenkt. Infolge der Ablenkung ändert sich allerdings auch ständig die Richtung der Lorentzkraft: Sie wirkt stets im [[Rechter Winkel|rechten Winkel]] zur Bewegungsrichtung, also als [[Zentripetalkraft]], was dazu führt, dass bewegte Ladungen, die durch ein homogenes Magnetfeld abgelenkt werden, dabei, anders als z. B. bei Ablenkung durch ein homogenes elektrisches Feld, stets eine Kreisbahn beschreiben.

Anwendung findet dies bei der magnetischen Ablenkung geladener bewegter Teilchen:
*Ablenkung der [[Elektron]]en in der [[Bildröhre]]
*Krümmung der Bahn geladener Teilchen in der [[Nebelkammer]]
*Ablenkung und vorübergehende berührungsfreie Aufbewahrung von [[Elementarteilchen]], die durch [[Teilchenbeschleuniger]] beschleunigt wurden, in magnetisch stabilisierten [[Speicherringe]]n
*Sortierung von Ionen nach Art bzw. Masse bei der [[Massenspektrometrie]]

== Bestimmung der Polung eines Elektromagneten ==
[[Datei:VFPt cylindrical coil real.svg|miniatur|Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule (hier ohne Eisenkern): Nordpol rechts, Südpol links]]
[[Datei:Magnetfeld2.png|miniatur|Magnetpole einer stromdurchflossenen Spule und Ausrichtung einer Kompassnadel<br> '''I''': technische Stromrichtung '''e'''-: Elektronenfluss]]
Ein [[Elektromagnet]] besteht aus vielen, gleichsinnig von Strom durchflossenen Leitern in einem offenen Eisenkern. Alle den Wicklungsquerschnitt füllenden Leiter besitzen dabei je ein sie umgebendes Magnetfeld, dessen Feldlinien, da die Stromrichtungen aller Windungen gleich sind, auch sämtlich in dieselbe Richtung verlaufen und sich damit zu einem den gesamten Wicklungsquerschnitt umlaufenden Gesamtfeld summieren. Austrittspunkt dieses Feldes aus dem Eisenkern ist schließlich dasjenige Spulenende, wo sich gemäß der [[Rechte-Faust-Regel]] der magnetische Nordpol des Elektromagneten bildet, Wiedereintrittspunkt der Feldlinien in den Eisenkern dasjenige Spulenende, wo sich der magnetische Südpol bildet.

Da sich die entgegengerichteten Feldlinien jeweils benachbarter Spulenwindungen gegenseitig aufheben, haben diese, sobald ein Strom durch sie fließt, das Bestreben, einander näher zu kommen und andererseits aufgrund der gegenseitigen Abstoßung der parallelen Feldlinien im Inneren der Spule den Innenquerschnitt der Spule zu vergrößern. Stromdurchflossene Spulen haben also zum einen das Bestreben, sich quer zu ihrer Längsrichtung auszudehnen, in Längsrichtung dagegen zusammenzuziehen (Prinzip der „[[Unterbrecherkontakt#Rogetsche Spirale|Rogetschen Wendel]]“.<ref>Grimsehl: ''Lehrbuch der Physik, Bd.II''; Leipzig 1954, S. 145.</ref>).

Elektromagnete finden zahlreiche Anwendungen, von Zug- und Haltemagneten über [[Elektromotor]]en bis zur Ablenkung von bewegten Elementarteilchen und Ionen in Teilchenbeschleunigern und Massenspektrometern sowie zur medizinischen Diagnostik mit Hilfe der [[Magnetresonanztomographie]].

== Siehe auch ==
* [[Ampèresche Regeln]]
* [[Magnetismus#Richtungsregeln]]
* [[Drei-Finger-Regel]]

== Anmerkungen ==
<references group = "Anm"/>

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Theoretische Elektrotechnik]]
[[Kategorie:Elektrodynamik]]
[[Kategorie:Physikdidaktik]]

[[en:Right-hand rule#Direction associated with a rotation]]

Korkenzieherregel - Versionsgeschichte

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