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Magnetische Feldstärke



Physikalische Größe
Name Magnetische Feldstärke
Formelzeichen der Größe H
Größen- und
Einheitensystem
Einheit Dimension
SI
A·m-1
I·L-1

Die magnetische Feldstärke (auch magnetische Erregung genannt) kennzeichnet die Stärke eines Magnetfeldes. Sie ist die Ursache für den magnetischen Fluss.

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Die Größe der magnetischen Feldstärke im Inneren einer stromdurchflossenen Spule ist abhängig von Stromstärke, Spulenlänge und Windungszahl. Wenn

  • H magnetische Feldstärke innerhalb einer Spule,
  • I Stärke des die Spule durchfließenden Stroms,
  • n Windungszahl der Spule,
  • l Länge der eisenlosen Spule, bzw. der Feldlinien im homogenen Feld,

dann gilt

H = \frac {I \cdot n} {l}

Das Produkt I · n wird auch Ampèrewindungszahl genannt.

Die Einheit der magnetischen Feldstärke H ist Ampère pro Meter:

\left[ H \right] = \,{\mathrm{A} \over \mathrm{m}}

Gerader Leiter

Aus der vorigen Gleichung folgt: H \cdot l = I \cdot n
Bei einem geraden Leiter ist die Feldstärke entlang einer kreisförmigen Feldlinie konstant.
Wenn

  • H magnetische Feldstärke außerhalb eines stromdurchflossenen geraden Leiters im Abstand r,
  • I Stromstärke im Leiter,
  • r Radius der kreisförmigen Feldlinie,

dann gilt, weil n = 1 und l = 2 π · r ist,

H = {\frac{I}{2 \pi \cdot r}}

Zusammenhänge aus den Maxwellschen Gleichungen

In vektorieller Schreibweise ergibt sich:

\vec{H} = {\vec{B} \over \mu},

wobei \vec{B} die magnetische Flussdichte und μ die Permeabilität ist.

\operatorname{rot} \vec{H} = \vec{J} + \frac{\partial \vec{D}}{\partial t}

Durch eine Umformung nach dem Satz von Stokes

\int_A \operatorname{rot} \vec{H}\ \mathrm{d}A = \oint_l \vec{H}\ \mathrm{d}l

kommt man auf die Beziehung:

\oint_l \vec{H}\ \mathrm{d}l = \int_A \vec{J}\ \mathrm{d}A + \int_A \frac{\partial \vec{D}}{\partial t} \ \mathrm{d}A

Falls man sich nun im magnetostatischen Feld befindet:

\frac{\partial \vec{D}}{\partial t}=0

hat man keine Änderung des elektrischen Feldes:

\oint_l \vec{H}\ \mathrm{d}l = I_\mathrm{umfasst} = \sum_{n=1}^k I_n

Wobei k die Anzahl der umfassten Einzelströme ist.

Siehe auch

 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Magnetische_Feldstärke aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.

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