Magnetisches Feld

Um die Pole eines Magneten oder bewegter Ladungen verläuft ein magnetisches Feld. Es wird auch magnetische Flussdichte oder B-Feld genannt. Es beschreibt die magnetische Kraftwirkung auf andere bewegte geladene Teilchen (Probeladungen) im Raum.


Allgemeine Definition

Ein magnetisches Feld kann durch einen Dauermagneten (Stoffeigenschaft) oder einen Elektromagneten (bewegte Ladungen) hervorgerufen werden.

Um das magnetische Feld zu definieren schaut man sich die Wirkung der Lorentzkraft auf eine Probeladung an. Es wird definiert als Quotient zwischen Lorentzkraft und der bewegten Probeladung q mit der Geschwindigkeit v.

B=\frac{F_L}{q \cdot v}B=FLqvB=\frac{F_L}{q \cdot v}

Einheit:

[B]=\text{T}[B]=T[B]=\text{T}

Betrachtet man nicht nur eine Probeladung, sondern mehrere Ladungen in einem Probeleiter, dann kann man die Formel auch mit der elektrischen Stromstärke I und der Länge des Leiters lll, der sich im Feld befindet, ausdrücken.

B=\frac{F_L}{I\cdot l}B=FLIlB=\frac{F_L}{I\cdot l}

Einheit:

[B]=\text{T}=\frac{\text{N}}{\text{A} \cdot \text{m}}[B]=T=NAm[B]=\text{T}=\frac{\text{N}}{\text{A} \cdot \text{m}}

Achtung! Man darf das Magnetfeld B nicht verwechseln mit der materialunabhängigen magnetischen Feldstärke H.

Elementarmagnet

Das Modell hilft bei der Erklärung von magnetischen Phänomenen.

  • Magnete haben immer zwei Pole und es gibt keine magnetischen Monopole (keine einzelnen Pole).
  • Teilt man einen Magnet in zwei, so entstehen zwei neue Magnete.
  • Das kann man nun fortführen bis zu unteilbar kleinen Magneten, die Elementarmagnete genannt werden. Diese sind in einem Festkörper (magnetisch oder unmagnetisch) in alle Richtungen ausrichtbar.
Darstellung eines magetischen und nicht-magnetischen Stoffes. Im nicht-magnetischen Stoff sind die innenliegenden Teilchen durcheinander. Beim magnetischen sind sie geordnet.

Feldlinien

  • Feldlinien verlaufen außerhalb des Magneten von Nord nach Süd und innerhalb des Magneten von Süd nach Nord.
  • Feldlinien überschneiden sich nicht, sind aber immer in sich geschlossen.
  • Je dichter die Feldlinien, desto größer die Kraftwirkung.
Das Magnetfeld eines Stabmagneten wird dargestellt. Es verläuft ovalförmig vom Nord- zum Südpol.
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