Magnetfeld, ein Vektorfeld in der Nähe eines Magneten, eines elektrischen Stroms oder eines sich ändernden elektrischen Feldes, in dem magnetische Kräfte beobachtbar sind. Magnetfelder wie das der Erde führen dazu, dass sich Magnetkompassnadeln und andere Permanentmagnete in Feldrichtung ausrichten. Magnetfelder erzwingen die Bewegung elektrisch geladener Teilchen auf einer Kreis- oder Helixbahn. Diese Kraft, die auf elektrische Ströme in Drähten in einem Magnetfeld ausgeübt wird, liegt dem Betrieb von Elektromotoren zugrunde. (Weitere Informationen zu Magnetfeldern finden Sie unter Magnetismus.
Magnetismus: Grundlagen
Grundlegend für den Magnetismus sind Magnetfelder und ihre Auswirkungen auf die Materie, wie zum Beispiel die Ablenkung von sich bewegenden Ladungen und Drehmomenten auf andere
Um einen Permanentmagneten oder einen Draht, der einen konstanten elektrischen Strom in eine Richtung führt, ist das Magnetfeld stationär und wird als magnetostatisches Feld bezeichnet. An jedem Punkt bleiben Größe und Richtung gleich. Um einen Wechselstrom oder einen schwankenden Gleichstrom ändert das Magnetfeld kontinuierlich seine Größe und Richtung.
Magnetfelder können durch kontinuierliche Kraftlinien oder Magnetflüsse dargestellt werden, die aus nach Norden suchenden Magnetpolen austreten und in nach Süden ausgerichtete Magnetpole eintreten. Die Dichte der Linien gibt die Stärke des Magnetfelds an. Beispielsweise sind an den Polen eines Magneten, wo das Magnetfeld stark ist, die Feldlinien zusammengedrängt oder dichter. Weiter entfernt, wo das Magnetfeld schwach ist, fächern sie sich auf und werden weniger dicht. Ein gleichmäßiges Magnetfeld wird durch gleichmäßig beabstandete parallele Geraden dargestellt. Die Richtung des Flusses ist die Richtung, in die der nach Norden suchende Pol eines kleinen Magneten zeigt. Die Flusslinien sind durchgehend und bilden geschlossene Schleifen. Bei einem Stabmagneten treten sie aus dem nach Norden suchenden Pol aus, fächern sich auf und ab, treten am nach Süden suchenden Pol in den Magneten ein und fahren durch den Magneten zum Nordpol, wo sie wieder auftauchen. Die SI-Einheit für den Magnetfluss ist der Weber. Die Anzahl der Weber ist ein Maß für die Gesamtzahl der Feldlinien, die einen bestimmten Bereich durchqueren.
Magnetfelder können mathematisch durch Größen dargestellt werden, die als Vektoren bezeichnet werden und sowohl Richtung als auch Größe haben. Zwei verschiedene Vektoren werden verwendet, um ein Magnetfeld darzustellen: Einer, der als magnetische Flussdichte oder magnetische Induktion bezeichnet wird, wird durch B symbolisiert; Das andere, Magnetfeldstärke oder Magnetfeldstärke genannt, wird durch H symbolisiert. Das Magnetfeld H kann als das Magnetfeld angesehen werden, das durch den Stromfluss in Drähten erzeugt wird, und das Magnetfeld B als das gesamte Magnetfeld einschließlich auch der Beitrag der magnetischen Eigenschaften der Materialien im Feld. Wenn ein Strom in einem Draht fließt, der auf einen Weicheisenzylinder gewickelt ist, ist das Magnetisierungsfeld H ziemlich schwach, aber das tatsächliche durchschnittliche Magnetfeld (B) innerhalb des Eisens kann tausendfach stärker sein, da B durch die Ausrichtung von stark verbessert wird die unzähligen winzigen natürlichen Atommagnete des Eisens in Richtung des Feldes. Siehe auch magnetische Permeabilität.
