Lektion 1: Magnetfeld - Magnetische Flussdichte
In dieser Lektion sollen Sie kennenlernen, wie die Stärke von Magnetfeldern bezeichnet und gemessen wird.
1.1 Die magnetische Flussdichte B
Wenn ein stromdurchflossenes, gerades Leiterstück der Länge l vollständig in einem Magnetfeld liegt, so dass Leiter und Magnetfeld nicht parallel liegen, dann erfährt das Leiterstück eine "magnetische" Kraft Fmagn , die in der Abbildung als F gekennzeichnet ist.
Bildquelle: drawn by Honina; edited by Head & Scdhönitzer, Lorentzkraft-graphic-part2, CC BY-SA 3.0
Diese Kraft ist unter anderem auch abhängig von der Stärke des Magnetfeldes.
Etwas Analoges ist bereits bei elektrischen Feldern bekannt. Befindet sich ein Probekörper mit der Ladung q in einem elektrischen Feld, so wirkt auf den Körper eine "elektrische" Kraft Fel. Diese Kraft ist unter anderem offensichtlich abhängig von der Stärke des elektrischen Feldes - der elektrischen Feldstärke. Die elektrische Feldstärke E und die Kraft auf den Probekörper Fel sind proportional zueinander:
Experimentelle Untersuchungen dazu ergeben schließlich die Definitionsgleichung für die elektrische Feldstärke:
(1)Es gilt demnach, die Einflussfaktoren auf die "magnetische Kraft" Fmagn zu untersuchen, um schließlich analog zur elektrischen Feldstärke eine Definitionsformel für die Stärke des Magnetfeldes, in diesem Fall spricht man von der "magnetischen Flussdichte" B aufstellen zu können.
Dazu wird analog zur Bestimmung der elektrischen Feldstärke hier untersucht, welche physikalischen Größen die "magnetische" Kraft beeinflussen und ggf. welchen Einfluss diese genau haben.
Ziel ist es also, eine Gleichung für die magnetische Flussdichte aufzustellen.