Materie & Energie

Magnetfeld | Definition & Fakten

Magnetfeld , ein Vektorfeld in der Nähe von aMagnet ,elektrischer Strom oder sich ändernelektrisches Feld , in demMagnetkräfte sind beobachtbar. Magnetfelder wie das der Erde führen dazu, dass sich Magnetkompassnadeln und andere Permanentmagnete in Feldrichtung ausrichten. Magnetfelder erzwingen die Bewegung elektrisch geladener Teilchen auf einer Kreis- oder Helixbahn. Diese Kraft, die auf elektrische Ströme in Drähten in einem Magnetfeld ausgeübt wird, liegt dem Betrieb von Elektromotoren zugrunde . (Weitere Informationen zu Magnetfeldern finden Sie unter Magnetismus .

Abbildung 1: Einige Linien des Magnetfeldes B für einen elektrischen Strom i in einer Schleife (siehe Text).
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Um einen Permanentmagneten oder einen Draht, der einen konstanten elektrischen Strom in eine Richtung führt, ist das Magnetfeld stationär und wird als a bezeichnet magnetostatisches Feld. An jedem Punkt bleiben Größe und Richtung gleich. Um einen Wechselstrom oder einen schwankenden Gleichstrom ändert das Magnetfeld kontinuierlich seine Größe und Richtung.

Magnetfelder können durch durchgehende Kraftlinien oder dargestellt werden Magnetfluss , der aus der Suche nach Norden hervorgehtMagnetpole und betreten nach Süden suchende Magnetpole. Die Dichte der Linien gibt die Stärke des Magnetfelds an. An den Polen eines Magneten, wo beispielsweise das Magnetfeld stark ist, sind die Feldlinien zusammengedrängt oder dichter. Weiter entfernt, wo das Magnetfeld schwach ist, fächern sie sich auf und werden weniger dicht. Ein gleichmäßiges Magnetfeld wird durch gleichmäßig beabstandete parallele Geraden dargestellt. Die Richtung des Flusses ist die Richtung, in die der nach Norden suchende Pol eines kleinen Magneten zeigt. Die Flusslinien sind durchgehend und bilden geschlossene Schleifen. Bei einem Stabmagneten treten sie aus dem nach Norden suchenden Pol aus, fächern sich auf und ab, treten am nach Süden suchenden Pol in den Magneten ein und fahren durch den Magneten zum Nordpol, wo sie wieder auftauchen. Die SI Einheit für magnetischen Fluss ist die weber . Die Anzahl der Weber ist ein Maß für die Gesamtzahl der Feldlinien, die einen bestimmten Bereich durchqueren.

Magnetfelder können mathematisch durch Größen dargestellt werden, die als Vektoren bezeichnet werden und sowohl Richtung als auch Größe haben. Zwei verschiedene Vektoren werden verwendet, um ein Magnetfeld darzustellen: einer wird aufgerufenDie magnetische Flussdichte oder magnetische Induktion wird durch B symbolisiert . der andere, genannt derDie Magnetfeldstärke oder Magnetfeldstärke wird durch H symbolisiert . Das Magnetfeld H könnte als das durch den Stromfluss in Drähten erzeugte Magnetfeld und das Magnetfeld B als das gesamte Magnetfeld angesehen werden, einschließlich des Beitrags, den die magnetischen Eigenschaften der Materialien im Feld leisten. Wenn ein Strom in einem Draht auf einem Soft- gewickelt fließt Eisenzylinder , das Magnetisierungsfeld H ist ziemlich schwach, aber die tatsächliche durchschnittliche Magnetfeld ( B ) innerhalb des Eisens kann tausende Mal stärker sein , weil B stark wird verstärkt durch die Ausrichtung der Das Eisen ist unzählig winzige natürliche Atom Magneten in der Richtung des Feldes. Siehe auch magnetische Permeabilität .

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