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Physik – Magnetische Felder

Natürliche und technisch erzeugte Magnetfelder

Natürliche Magnetfelder

Das Erdmagnetfeld wird durch den anhaltenden "geologischen" Ladungsfluss im Erdinnern verursacht. Die Feldstärke bzw. Flussdichte beträgt 40-60 µT. Das Magnetfeld eines Stabmagneten wird durch die Eigenbewegung der Elektronen in den Metallatomen erzeugt. Dabei ist jeweils eine Gruppe von Atomen so angeordnet, dass sich deren einzelne Magnetfelder zu einer Art Mikromagnet addieren (Grafik). Wenn viele solcher mikroskopisch kleiner Atomgruppen in gleicher Art im Material ausgerichtet sind, dann hat man einen Permanentmagnet.

Prinzip eines Permanentmagneten. Links: kein Magnetfeld. Mitte: Magnetfeld (im rechten Teil am stärksten). Rechts: gleichmässig starkes Magnetfeld. Quelle: FSM

Technische erzeugte Magnetfelder

Magnetfeld einer Drahtschlaufe. Quelle: FSM

Zur technischen Erzeugung von Magnetfeldern verwendet man Strom, denn jeder Stromfluss generiert ein Magnetfeld. Bei Gleichstrom bildet sich ein statisches Magnetfeld. Fliesst anstelle von Gleichstrom Wechselstrom durch einen Draht, entsteht ein magnetisches Wechselfeld. Ist der Draht zu einer Schlaufe geformt, entsteht innerhalb der Schlaufe ein vergleichsweise grosses Magnetfeld (Figur). Ist der Draht zu einer Spule aufgewickelt, dann summieren sich die Magnetfelder der einzelnen Schlaufen und es entsteht im Innern der Spule ein besonders starkes Magnetfeld. Technisch erzeugte hochfrequente magnetische Felder werden in der Rubrik „Hochfrequenzstrahlung“ beschrieben.

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