bewegte positive ladung = Magnetfeld ?

Das elektrische und magnetische Feld ist stark verknüpft. Daher wird oft ein elektromagnetischen Feldern gesprochen.

Jede Ladung erzeugt ein elektrisches Feld. Das steht in den Maxwell Gleichungen div E = rho [1]. Mit E der elektrischen Feldstärke und rho der Ladungsdichte.

Ändert sich das Vorzeichen von rho, dann ändert sich das Vorzeichen von E, weil es eine lineare partielle Differentialgleichung ist. Also erzeugt eine negative Ladung ein elektrisches Feld, genauso wie eine positive Ladung ein elektrisches Feld erzeugt.

Jetzt kommt die Bewegung dazu. Eine Variante ist es die Ladung zu bewegen. Genauso kann der Beobachter bewegt werden. Die Bewegung ist relativ.

Es stellt sich also die Frage, wie sich ein statisches elektrisches Feld beim Wechsel zwischen verschiedenen Intertialsystemen transformiert.

Es stellt sich heraus, wenn der ruhende Beobachter nur ein statisches elektrisches Feld beobachtet, dann misst der bewegte Beobachter ein elektrisches und ein magnetisches Feld.

Bei der Berechnung geht an keiner Stelle ein, welches Vorzeichen die Ladung oder des elektrische Feld hat. Es ist nur ein Effekt der Transformation elektromagnetischer Felder zwischen zueinander bewegten Inertialsystemen.

Ob nur ein elektrisches Feld existiert oder ob auch ein magnetisches Feld existiert ist eine Sache des Bezugsystems. Daher sind die Felder so eng verknüpft. In der Regel wählt man ein Bezugssystem, dass die Beschreibung möglichst einfach macht. Also z. B. nur ein statisches elektrisches Feld existiert.

In der relativistischen Elektrodynamik [5,6] wird der Zusammenhang zwischen elektromagnetischen Feldern noch deutlicher. Dort werden die beiden 3-dimensionalen Vektoren des elektrischen Felds E und des magnetischen Felds B zu einem 4-dimensionalen Feldstärketensor zusammengefasst. Dieser Feldstärketensor ist antisymmetrisch, hat daher nur 6 unabhängige Komponenten. Ladungsdichte (1-dimensional) und Stromdichte (3-dimensional) werden zu einem 4-dimensionalen Stromdichte Vektor zusammengefasst. Die 4 Maxwellschen Gleichungen reduzieren sich auf zwei Gleichungen. Die Lorentztransformation "dreht" den Feldstärketensor beim Wechsel zwischen den Inertialsystemen abhängig von der Rapidität artanh(v/c).

Die Formeln suchen kann man unter den Stichworten: Elektrodynamik [2], Vektorpotential [3], Lorentz-Transformation.

Neben den ganzen Formeln kann die Frage auch einfacher angegangen werden.

Annahme: Nur bei der Bewegung der Elektronen entsteht ein Magnetfeld, bei der Bewegung der positiven Ladungsträger entsteht kein Magnetfeld.

Ein Atom besteht aus einem positiv geladenem Kern und den negative geladenen Elektronen. Wird also ein Atom als Einheit bewegt, dann würde man nur das Magnetfeld der Elektronen bemerken.

Ein Auto mit einer Masse M = 1000 kg besteht aus Neutronen, Protonen und Elektronen. Im Atomkern ist ungefähr die Zahl der Neutronen gleich der Zahl der Protonen. Das ergibt ungefähr 2 Nukleonen pro Elektron. Das Elektron hat eine Masse 1/1836 der Protonen Masse. Die Masse der Elektronen in dem Auto ist ungefähr Me = M / 4000 = 0,25 kg.

Die spezifische Ladung des Elektrons ist e/m = 1,7588*10^11 C/kg. Die Ladung aller Elektronen zusammen ist Q = Me * e/m = 4,4 * 10^10 C.

Fahren Autos mit v = 50 km/h = 14 m/s und einem Abstand von d = 100 m, dann ergibt das einen Strom von I = Q/d * v = 6,1 * 10^9 A.

Würden nur die bewegten Elektronen ein magnetisches Feld erzeugen, dann würde neben jeder Straße ein starkes magnetisches Feld durch die fahrenden Autos entstehen.

Die magnetischen Felder der bewegten Elektronen werden jedoch durch die magnetischen Felder der gleichzeitig bewegten Protonen ausgeglichen, genau wie die elektrostatischen Felder der Elektronen durch die Felder der Protonen ausgeglichen werden. - Bis auf die Felder nahe beim Atom, wo sich die unterschiedliche Entfernung zu den Elektronen und zum Atomkern bemerkbar macht.

Ganz einfach: ja

Ändert man das Vorzeichen der Ladung, so ändert sich das Vorzeichen des Magnetfelds, also zeigt es in entgegengesetzte Richtung. (Dem liegt die Symmetrie der Ladungskonjugation der Maxwell'schen Gleichungen zugrunde.)

"Gemäß dem Gesetz von Biot-Savart

erzeugt die ,,bewegte" positive Punktladung, (sofern sie sich tatsächlich in ihrem Wechselwirkungssystem bewegt), am Ort der negativen Ladung die magnetische Feldstärke

.

Die Richtung der erzeugten magnetischen Feldstärke entspricht für die bewegte positive Ladung dem Bewegungssinn der Rechtsschraube.

Gleichermaßen bewirkt die bewegte negative Punktladung am Ort der positiven Ladung eine magnetische Feldstärke von gleichem Betrag. Für die bewegte negative Ladung ist die erzeugte magnetische Feldstärke dem Rechtsschraubensinn entgegengerichtet. An beiden Orten durchsetzen also die magnetischen Feldlinien in der Darstellung 5.5.2-1 die Ebene gleichsinnig (von oben nach unten)...."

Ob ein Magnetfeld erzeugt wird, hängt doch nicht vom Vorzeichen der Ladung ab.

Das ist doch sowieso willkürlich gewählt.

Es hängt von der relativen Bewegung einer Ladung ab.

Aber damit solltest du dich doch besser auskennen als ich.