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

Magnetismus

Kategorie: Magnetismus

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