Wo ist der Unterschied zwischen magnetischer Feldstärke und magnetischer Flussdichte?
Ich verstehe den Unterschied nicht...soweit ich gelesen habe ist es so ziemlich dasselbe ? Oder nicht ? Über eine hilfreiche Antwort würde ich mich unglaublich freuen !!
6 Antworten
Hi,
(Grundlagen der Elektrotechnik Gert Hagmann S.134)
(Abbildung nicht aus dem Buch)
https://www.der-wirtschaftsingenieur.de/bilder/etechnik/ringspule.PNG
Wenn man eine Ringspule hat und den Drehmoment M auf die Magnetnadel "misst" (keine Ahnung wie das geht :D) . Dann stellt man folgendes fest:
Legende:
"~" bedeutet proportional
M ~I ( je größer der Strom desto größer der Drehmoment)
M~ N ( je mehr Windungen vorhanden desto größer der Drehmoment)
M~1/l ( je größer der Umfang der Spule desto kleiner der Drehmoment)
Zusammen ergibt das: M~I·N / l
"Der gefundene Ausdruck ist also dem Drehmoment M und damit auch der Stärke des in der Ringspule nach Bild (..) vorhandenen Magnetfeldes proportional. Man bezeichnet M~I·N / l als magnetische Feldstärke (Symbol:H )
Dabei ist jedoch festzustellen, dass die Größe H nicht letztlich die Stärke des Magnetfeldes wiedergibt, da diese auch noch vom Material abhängt, das sich innerhalb der Spule befindet. Beispielweise lässt sich bei gleicher Feldstärke H durch die Verwendung von Eisen ein erheblich stärkeres Magnetfeld erzeugen. Die magnetische Feldstärke H kann vielmehr als eine direkt mit dem Strom verknüpfte Größe aufgefasst werden, die- ohne Berücksichtigung von Materialeingenschaften - ein magnetisches Feld verursacht. H wird deshalb manchmal auch als magnetische Erregung bezeichnet."
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Man kann sich das vorstellen wie Strom und Sannung. Die Feldstärke ist wie eine Spannung, die ist einfach da und der Fluß ist wie der Strom der fließt.
Natürlich ist die Physik da ganz anders, aber von der Mathematik her sind die Regeln genau so - und man kann es sich auch so vorstellen um damit rechnen zu können.
Beide Größen, die magnetische Feldstärke H und die magnetische Flussdichte B, beschreiben bestimmte Eigenschaften des magnetischen Feldes, keine von beiden IST das magnetische Feld, und keine ist besser oder schlechter oder richtiger oder sonstwas, sondern in bestimmten Situationen ist die eine besser zu gebrauchen als die andere. Bei Beschreibungen der Induktion ist B einfacher zu handhaben, um Eigenschaften von Magneten zu beschreiben, ist H besser. Beide Größen sind über die Magnetisierung M miteinander gekoppelt, nämlich B = mü0 * (M + H)
Beispiel: Ein Permanentmagnet ist im Inneren magnetisiert, die Feldlinien von M sind homogen und gehen vom Südpol zum Nordpol. Dort, wo die M-Feldlinien enden, beginnen die H-Feldlinien und umgekehrt. Will man nun wissen, wo der Magnet besonders stark ist, schaut man sich die Dichte der H-Feldlinien an. Das Bild mit M und H-Feldlinien von Magneten ist sehr einfach und einprägsam, die B Feldlinien eines Magneten sind dagegen kompliziert, machen beim Eintritt scharfe Knicke und sind innen nicht homogen (für die Stärke eines Magneten zu beschreiben sind sie niht gut zu gebrauchen). Beispiel2: Wo ist der Norpol einer Spule? Da in einem stromdurchflossenen Draht die H-Feldlinien Kreise bilden, haben sie kein Anfang und kein Ende, in einer Spule gibt es also keine magnetischen Pole. Schiebt man aber nun einen Eisenkern hinein, wird das H-Feld nach außen verdrängt, im Eisenkern bildet sich ein Magnetisierungsfeld M und man hat plötzlich Nord- und Südpol. Beispiel3: Warum wird durch den Eisenkern die magnetische Wirkung einer Spule größer? Da die H-Feldlinien in weichmagnetisches Material wie Weicheisen nicht eindringen können, werden sie aus dem Eisen nach außen verdrängt, das H-Feld ist nun außen stärker.
Wir benötigen physikalische Felder, um Kräfte zu beschreiben. So gibt uns das Gravitationsfeld die Kraft, die auf eine Masse von 1kg wirkt. Das elektrische Feld die Kraft, die auf eine Ladung von 1C wirkt. Und die magnetische Flussdichte B die Kraft, die auf 1C wirkt, dass sich mit 1m/s senkrecht zum Feld bewegt.
Die sogenannte magnetische Feldstärke H ist kein Kraftfeld, sondern eher ein mathematisches Konstrukt, dass einem das berechnen von B-Feldern leichter macht, indem es gewisse Materialeigenschaften 'ignoriert'. Ich vermute, du bist Schüler. Dann musst du nur soviel über H wissen, wie du für Histeresekurven brauchst: in einer Spule mit Eisenkern ist H proportional zum Strom (weil es ja die Materialeigenschaften ignoriert), während B erst proportional ist (mal mu) und dann fast konstant wird (Sättigung).
Gleichwertige Frage:
Was ist der Unterschied zwischen Spannung und Strom? Dies ist die Anwendung aufs magnetische Feld!
Naja, es gibt da zugegebenermaßen eine Analogie zwischen elektrischen und magnetischen Kreisen, physikalisch ist es jedoch etwas völlig anderes.