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Das magnetische Feld

  • Steffen PaulEmail author
  • Reinhold Paul
Chapter

Zusammenfassung

Ursache magnetischer Felder sind stationäre und zeitlich veränderlich bewegte Ladungen in und außerhalb von Leitern (im Strömungsfeld und elektrischen Leitern, als Verschiebungsstrom im Nichtleiter) sowie durch Permanentmagnete. Damit unterscheiden sich die vom Magnetfeld ausgeübten Kraftwirkungen von den Coulomb’schen Kräften zwischen ruhenden Ladungen im elektrostatischen Feld.

Feldgrößen des magnetischen Feldes sind Flussdichte B und magnetische Feldstärke, beide verknüpft in linearen magnetischen Medien über die Permeabilität \(\mu \). Die magnetische Flussdichte wird über die Kraft (Lorentzkraft) auf bewegte Ladungen begründet, die Feldstärke durch den umfassten Strom nach dem Durchflutungssatz. Dazu gehören die integralen Größen magnetischer Fluss \(\phi \) und die magnetische Spannung V, beide verknüpft über den magnetischen Kreis mit dem magnetischen Widerstand \(R_m\) (im Linearfall). Mit dem Durchflutungssatz kann die magnetische Feldstärke für einfache symmetrische Leiteranordnungen leicht bestimmt werden.

Besondere Bedeutung für magnetische Kreise haben Ferromagnetika mit hoher Permeabilität und nichtlinearem B(H) Zusammenhang sowie Hystereseverhalten mit Schlussfolgerungen für den magnetischen Kreis.

Während ein zeitlich konstanter Strom nur ein umwirbelndes zeitkonstantes Magnetfeld erzeugt, entsteht bei zeitveränderlichem magnetischem Feld (durch Strom- oder Ortsänderung oder Ruhe- bzw. Bewegungsinduktion) eine induzierte Spannung nach dem Induktionsgesetz. Wirkt die induzierte Spannung auf den ursächlichen elektrischen Kreis zurück (Lenz’sche Regel), so liegt Selbstinduktion vor und zwischen dem felderregenden Strom und magnetischen Fluss der Spule lässt sich eine (Selbst-) induktivität vereinbaren. Wird die Spannung in einer benachbarten Zweitspule induziert, so liegt Gegeninduktion vor (genutzt im Transformator).

Copyright information

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019

Authors and Affiliations

  1. 1.Institut für Theoretische Elektrotechnik und Mikroelektronik (ITEM)Universität Bremen FB 1 Physik und ElektrotechnikBremenDeutschland
  2. 2.TU Hamburg-Harburg Institut für NanoelektronikHamburgDeutschland

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