Magnetischi Flussdichti

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Physikalischi Grössi
Name Magnetischi Flussdichti
Formelzeiche vo dr Grössi
Grössen- und
Eiheite-
system
Eiheit Dimension
SI Tesla (T) M·I-1·T-2

Di magnetischi Flüssdichti, au magnetischi Induktion oder umgangssprachlich eifach nur "Flussdichti" oder "Magnetfäld" gnännt, isch e physikalischi Grössi vo de Elektrodynamik, wo s Formelzeichä B bsitzt und für d Flächedichti vom magnetischä Fluss staht, wo sänkrächt dur es bstimmts Flächeelemänt dureflüsst.

Di magnetischi Flussdichti isch - gliich wie di elektrischi Flussdichti - e grichteti Grössi, also en Vektor, und wird us em Vektorpotential härgleitet.

Definition[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Lorentzchraft uf es positiv gladnigs Teili vo de Gschwindigkeit v (lings) bzw. das vom Strom I durchflossnä Leiterstück vo de Längi l (rächts) im dezue sänkrächt verlaufände Magnetfäld vo de Flussdichti B.

Wie di elektrischi Fäldstärchi E isch au di magnetischi Flussdichti B historisch zersch mal indiräkt, d. h. über ihri experimentell mässbari Chraftwürkig F uf bewegti elektrischi Ladigä, definiert worde, wo i de modärne Physik als magnetischi Komponänte vo de Lorentzchraft betrachtet und i vektorieller Schriibwiis wie folgt notiert wird:

mit:

  • – bewegigsbedingti Chraftwürkig ufd Ladig q im Magnetfäld
  • – elektrischi Ladig, oder - Stromstärchi
  • Gschwindigkeit vo de Ladigsbewegig, oder – Wäg vom elektrischä Strom I dur de untersuechti Leiter
  • – magnetischi Flussdichti

Di erschti vo de beide obigä Gliichigä wird debii meischtens für frei im Ruum bewglichi Ladigä - wie öppe Elektronä innerhalb vonere Braunschä Röhrä - bruucht, di zweiti degäge für Ladigä, wo sich innerhalb vo elektrischä Leiter - z. B. - beweged. Im Übrigä sind di beidä Gliichigä völlig gliichwärtig.

isch en Vektor, wo d Richtig vo de Fäldliniä vom fraglichä Magnetfäld bsitzt. Verzichtet mer degäge uf di vektorielli Schriibwiis und somit d Möglichkeit, d Richtig vo de Chraftwürkig us de Richtig vom Vektor- bzw. Chrüzprodukt vo de beide Vektorä v und B bzw. s und B z bestimmä, cha mer gmäss de folgände Formle au als skalari Grössi berächne:

mit:

  • – elektrischi Ladig, oder - Stromstärchi
  • – Gschwindigkeit vo de Ladigsbewegig, oder – Wäglängi vom Strom im Leiter
  • – Betrag vo de magnetischä Flussdichti
  • – Winkel zwüsched de Richtig vo de Ladigsbewegig bzw. Richtig vom Stromfluss I und de Richtig vom magnetischä Fluss

Bewegt sich di elektrischi Ladig q mit ere Gschwindigkeit v sänkrächt zu de Richtig vom magnetischä Fluss und/oder verlauft de untersuechti Leiter sänkrächt zu de magnetischä Flussrichtig, cha, will i dem Fall de Wert 1 aanimmt, de Zahlwert vo gmäss de folgende Gliichig au diräkt us de Chraftwürkig uf d Ladig bzw. de Leiter als ganzes berächnet wärde:

Betrachtet mer di magnetischi Flussdichti vo de Siite vo ihrem Ursprung imene künschtlich erzügtä Magnetfäld, z. B. binäre Spuälä, laat sich als alternatiivi Definitionsgliichig vo de magnetischä Flussdichti au folgendi Beziehig formuliäre:

mit:

  • - magnetischi Permeabilität
  • - magnetischi Fäldstärchi
  • - Windigszahl vo dä Spuäle
  • - Längi vo dä Spuälä
  • - Stromstärchi dur d Spuälä

E experimentelli Bstimmig vo dä magnetischä Flussdichti isch mithilf vo Magnetometär möglich, aber au mit Hallsensorä odär Mässspuälä.

Masseinheit[ändere | Quälltäxt bearbeite]

D SI-Einheit vo dä magnetischä Flussdichti isch s Tesla mit em Einheitszeiche T:

E veralteti Einheit für di magnetischi Flussdichti isch s Gauss mit em Einheitszeichä G. Die Einheit wird hützutags no villerorts i de Technik verwändet. Es giltet: 1 T = 10000 G

Magnetischi Flussdichti und magnetischä Fluss[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Di magnetischi Flussdichti isch als Flächedichti über di folgendi Beziehig mit em magnetischä Fluss verchnüpft:

Dass d Flussliniä vom magnetischä Fluss i sich gschlossä sind, laat sich mathematisch so zum Usdruck bringä, dass jedes Flächeintegral vo über e beliebig gschlossni Oberflächi de Wärt 0 aanimmt:

Aaschaulich gseit, flüsst, wänn mer sich es magnetischs Fäld vonere beliebig i sich gschlossni Flächi umschlossä dänkt, immer gnauso vill „Magnetismus“ us ihrä usä wie wider i si zrugg (sognännti „Quälläfreiheit“ vom magnetischä Fäld).

Di obigi Formle isch demit mathematisch gseh e diräkti Konsequänz vo de homogenä Maxwellschä Gliichig

sowiä vom Gauss'schä Satz

für es beliebigs Vektorfäld und das vo igschlossni Volumä . Aaschaulich gseit: Was (netto) „i V entspringt“, flüsst dur O usä, was (netto) „i V versickeret“, flüsst dur O inä.

Literatur[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Wikibooks-logo.svg Wikibooks: Der elektrische Strom - Eigenschaften und Wirkungen: Teil II — Lern- und Lehrmaterialie

  • Küpfmüller, K., Kohn, G., Theoretische Elektrotechnik und Elektronik, Eine Einführung, Springer, 16., vollst. neu bearb. u. aktualisierte Aufl., 2005, ISBN 3-540-20792-9

Weblink[ändere | Quälltäxt bearbeite]