Bessere Noten mit Duden Learnattack Jetzt kostenlos testen
 
Lexikon Physik

Magnetisches Feld

Ein Magnetfeld beschreibt die Wirkung von magnetischen Kräften, z. B. zwischen Dauermagneten, elektrischen Strömen oder magnetisierten Stoffen. Dieses Feld unterscheidet sich vom elektrischen Feld in zwei Punkten unterscheidet:

  • Es keine magnetischen Punktladungen oder Monopole. Magnetische Feldlinien beginnen und enden nirgends, sondern sind immer in sich geschlossen. Auch bei Stab- oder Hufeisenmagneten enden die Feldlinien nur scheinbar an deren Oberfläche, in Wirklichkeit setzen sie sich in deren Innerem fort.
  • Ein Magnetfeld wird immer nur durch bewegte elektrische Ladungen hervorgerufen, während die Ursache für das Vorhandensein eines elektrischen Felds sowohl ruhende als auch bewegte Ladungen sein können.

Das einfachste Magnetfeld ist ein Dipolfeld, auch Elementarteilchen wie Protonen oder Elektronen besitzen ein dipolartiges Magnetfeld, das von ihrem Spin (sowie ggf. von ihrer Kreisbewegung um einen Atomkern) hervorgerufen wird. Makroskopische Magnetfelder findet man vor allem bei Dauermagneten, sie können auch leicht elektromagnetisch induziert werden.

Stärke und Richtung des magnetischen Felds beschreibt der Vektor der magnetischen Flussdichte \(\vec B\). In verschiedenen Stoffen, vor allem in Ferromagnetika, können Magnetfelder gegenüber dem Vakuum deutlich verstärkt werden. Dies wird mit der magnetischen Feldstärke \(\vec H\) beschrieben, es ist \(\vec B = \mu \cdot \vec H\) (\(\mu\): Permeabilität). Eine weitere zur Beschreibung von Magnetfeld benutzte Größe ist der magnetische Fluss \(\Phi\).

 

Typische Magnetfelder

  • Magnetfeld eines gestreckten Leiters: Das Magnetfeld B ist im (senkrechten) Abstand r von einem geraden, unendlich langen Leiter proportional zum Quotienten aus Stromstärke I und Abstand, Mit der magnetischen Feldkonstante \(\mu_0\) gilt:
    \(B= \dfrac{\mu_0}{2\pi}\cdot \dfrac I r\)

    Magnetisches Feld - Abbildung 1
  • Magnetfeld im Inneren einer Spule: Innerhalb einer sehr langen Spule mit n Windungen und der Länge l gilt:
    \(B= \mu \cdot \dfrac n l \cdot I \)

    Magnetisches Feld - Abbildung 2
  • Magnetfeld eines Stabmagneten: Das Feld eines Stabmagneten entspricht qualitativ dem einer Spule, wobei sich die Feldlinien im Inneren schließen. In großen Abstände gleicht das Feld dem eines elektrischen Punktdipols.
     
    Magnetisches Feld - Abbildung 3
Registriere dich, um den vollen Inhalt zu sehen!

VERSTÄNDLICH

PREISWERT

ZEITSPAREND

Weitere Physikthemen findest du hier

Wähle deine Klassenstufe

Weiterführende Lexikonartikel