Wie kann ich das Magnetfeld um einen Strom durchflossen und Leiter verstärken?
Das ist eine Frage von einem Lehrer die wir nachlagen sollten.Leider finde ich im Internet nichts darüber. Wisst ihr auf die Frage eine Antwort?
4 Antworten
H=I/2*π*r
alleine an der einfachen Gleichung für die magnetische Feldstärke H lässt sich unschwer erkennen, dass sich die magnetische Feldstärke Proportional zur Stromstärke verhält und Antiproportional zum Abstand des Leiters schwächer wird.
Grundlage für diese Gleichung bildet das Durchflutungsgesetz.
Achtung! Nicht erschrecken!
Wir nehmen den Fall eines einfachen Drahtes, der von einem Strom I durchflossen wird. Nach der rechten Hand Regel bildet sich nun ein magnetisches Feld mit der Feldstärke H aus. Zeigt der Daumen in Richtung des Stromes, so zeigen die Finger in Richtung der magnetischen Feldlinien.
Wir betrachten in unserem Beispiel sehr kleine Frequenzen, während die bei einem Gleichstrom 0 ist.
Die Verschiebungsstromdichte brauchen wir nicht zu beachten, da dieser in unserem Beispiel zu vernachlässigen ist.
Was nun im wesentlichen dasteht ist, dass wir die magnetische Feldstärke entlang eines geschlossenen Weges integrieren sollen. Wir integrieren über den Verlauf einer Feldlinie, dadurch sind Feldstärke und Integrationsrichtung immer gleich und das Skalarprodukt 2 paralleler Vektoren ist das Produkt der Beträge. Es verschwinden also die Vektorpfeile.
Durch diese einfache Betrachtung bleibt am Schluss für das Linke Integral das Produkt aus Feldstärke H(r) und der Wegstrecke über die wir integriert haben. Die Wegstrecke entspricht dem Umfang eines Kreises also 2*π*r.
Beim rechten Teil brauchen wir nur die Stromdichte:
Wir integrieren jetzt alle innerhalb der Feldlinie vorhandenen Stromdichten auf. Wobei die Stromdichte sich ja auf den Teil des Drahtes konzentriert, wo ich einmal rund um integriert habe. Was also bleibt ist die Stromstärke I und damit haben wir unsere Formel schon da stehen für die magnetische Feldstärke um einen einfachen elektrischen Leiter.
Solltest du nicht alles auf anhieb verstanden haben ist es kein Problem. Ich weiß ja nicht wie es dir geht aber ich wollte früher immer zumindest wissen woher die ganzen Gleichungen überhaupt kommen also warum ist das gerade so?
Und der Hintergrund warum die Feldstärke so zu berechnen ist liegt eben am Durchflutungsgesetz. Es handelt sich also um das entsprechende Naturgesetz, dass dahintersteckt.
Grundsätzlich können wir sagen, dass alle bewegten elektrischen Ladungen ein magnetisches Feld ausbilden oder anders ausgedrückt:
Die Rotation eines elektrischen Feldes führt zu der negativen Ableitung der Rotation eines magnetischen Feldes. Das ist auch als "Induktionsgesetz" bekannt.
warum negativ also Minus? Das liegt tatsächlich an der Energieerhaltung, da ansonsten eine elektrische Ladung durch seine Bewegung aus dem nichts Energie erzeugen würde aber das geht nicht. Das Minus stellt also die Energieerhaltung sicher. Das Minus sagt dabei aus, dass der induzierte Strom seiner Ursache immer entgegen wirkt.
Wenn wir den berühmten Gleichungen von Maxwell glauben schenken, dann existieren keine magnetischen Ladungen. Also sowas ähnliches wie ein Elektron nur eben nicht mit einem elektrischen Feld sondern ein magnetisches Feld. Es gibt daher auch keine magnetischen Monopole. Also Magneten mit nur einem Nord oder nur einem Südpol.
Magnetische Felder haben immer mit der Bewegung elektrischer Ladungen zu tun und zwar ausnahmslos und haben immer einen Nord und einen Südpol. Das gilt für durchflossene elektrische Leiter, für Spulen (Elektromagneten) aber auch für Dauermagnete, wobei hier die Bewegung der Ladungen etwas anders aussieht aber im Grunde stecken hier immer bewegte Ladungen hinter also z.b. Elektronen die da irgendwo unterwegs sind und sich bewege oder geladene Atome sogenannte "Ionen" usw.
Mehr Strom (höhere Spannung, dickeres Kabel), ODER man nimmt einen magnetisierbaren Stoff als Hülle...Eisen, Kobalt, Nickel...das Prinzip eines Elektromagneten.
indem man den Stromfluss erhöht.
Den Leiter zu einer Spule wickeln. Damit verstärken sich die einzelnen Magnetfelder zu einem stärkeren Magnetfeld. Wenn die Spule um einen ferromagnetischen Metallkern (z.B. Eisen) gewickelt wird, verstärkt sich das magnetische Feld noch stärker.
Ist das Prinzip des Elektromagneten.
Es muß schon ein ferromagnetisches Metall sein, also z.B. Eisen.