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Magnetfelder

Definition und Formel: Magnetfelder

Beispiel Übungsaufgabe: Berechnung eines magnetischen Feldes

 

 

Definition und Formel: Magnetfelder

Merke

Wie oben schon beschrieben besitzen Magnete einen Nord- und Südpol, diese bilden Feldlinien aus, dieses „Feld der Linien“ wird Magnetfeld genannt. Stromführende Drähte erzeugen auch ein in sich geschlossenes Magnetfeld. Die Feldlinien dieses durch bewegte Ladung erzeugtem Magnetfeld wird durch die Linke-Hand-Regel bestimmt.

Was sind Magnetfelder?
Was sind Magnetfelder?

Der Daumen der linken Hand zeigt in die Flussrichtung der Elektronen, die gekrümmten Finger geben die Richtung der Feldlinien an. Benutzt man die rechte Hand, muss der Daumen in die Stromrichtung zeigen. Da das Feld um einen Leiter keinen Nord- oder Südpol besitzt, sondern einen Ring bildet, spricht man von Wirbelfeldern.

 

 

Beispiel Übungsaufgabe: Berechnung eines magnetischen Feldes

Beispiel

Eine Ringspule mit 1800 Windungen hat einen äußeren Ringdurchmesser von 20 cm und einen inneren Ringdurchmesser von 9,2 cm. Durch den Spulendraht fließt ein Strom von 0,8 A. Wie stark ist das magnetische Feld im luftgefüllten Innenraum der Spule?

Skizze einer Ringspule
Skizze einer Ringspule

Da es sich um eine Ringspule handelt (s. Skizze) berechnet sich die magnetische Feldstärke aus dem angelegten Strom, der Windungszahl und dem Durchmesser: $$H=\frac{I\cdot n}{2\cdot\pi\cdot r}$$ Der Radius ergibt sich aus dem Mittelwert des äußeren und inneren Ringdurchmessers: $$r=\frac{d_a+d_i}{2}\cdot\frac{1}{2}=\frac{20+9,2}{2}\text{cm}\cdot\frac{1}{2}=7,3\text{ cm}$$ somit beträgt die magnetische Feldstärke: $$H=\frac{0,8\text{ A}\cdot1800}{2\cdot\pi\cdot7,3\text{ cm}}=31,4\frac{\text{A}}{\text{cm}}$$

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