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Es erwies sich, dass elektrische Felder von Ladungen erzeugt werden. Es liegt nun nah zu vermuten, dass magnetische Felder durch bewegte Ladungen bzw. Ströme erzeugt werden. Dies ist mit zahlreichen Beobachtungen konsistent; unter anderem mit der Beobachtung, dass eine Kompassnadel in der Umgebung eines stromdurchflossenen Leiters eine Kraftwirkung erfährt.

Trotz dieser Analogie bzw. des Zusammenhangs zwischen elektrischem und magnetischem Feld muss man aufpassen, wenn es um die Feldkonfigurationen bei gegebener räumlicher Ladungs- bzw. Stromverteilung geht.

Wichtig

Das Problem der Bestimmung des Magnetfeldes aus gegebenen räumlichen Stromverteilungen kann mit Hilfe der Integralsätze der Elektrodynamik exakt gelöst werden. Doch dazu reicht die Schulmathematik nicht aus.

Dennoch können wir hier einige Feldlinienverläufe von Magnetfeldern angeben, indem wir uns als Phänomenologen begreifen, die auf experimentelle Resultate zurückgreifen. Eines der wichtigsten Naturprinzipien der Physik ist uns bereits im Fall der elektrischen Felder begegnet und wird hier auch sichtbar werden: Das Prinzip der Symmetrie.

 

Beispiel

Magnetfeld einer Zylinderspule

Magnetische Feldlinien einer Spule
Magnetische Feldlinien einer Spule
Es zeigt sich, dass das Magnetfeld im Innern der Zylinderspule als homogen angesehen werden kann. Außerhalb ist dies nicht mehr der Fall; es treten Inhomogenitäten auf, die auf die Geometrie der stromdurchflossenen Spule zurückzuführen sind. Man findet die folgende Formel für die magnetische Flussdichte $B$: $B=\mu_r\mu_0\frac{N\cdot I}{l}$,

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Beispiel

Magnetfeld eines sehr langen Leiters

Magnetische Feldlinien eines langen Leiters
Magnetische Feldlinien eines langen Leiters
Vorstellung des Online-Kurses Ladungen und FelderLadungen und Felder
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Ladungen und Felder

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Feldkonzept- allgemeiner Überblick
    • Einleitung zu Feldkonzept- allgemeiner Überblick
    • Skalarfeld
    • Vektorfeld
  • Elektrische Ladungen und Felder
    • Einleitung zu Elektrische Ladungen und Felder
    • Elektrische Feldkonfigurationen
      • Einleitung zu Elektrische Feldkonfigurationen
      • Radialsymmetrisches Feld
      • Homogenes Feld
    • Arbeit im elektrischen Feld
    • Eigenschaften des elektrischen Feldes
  • Elektrische Ströme und magnetische Felder
    • Einleitung zu Elektrische Ströme und magnetische Felder
    • Lorentz-Kraft auf stromdurchflossene Leiter
    • Magnetische Feldkonfigurationen
  • Bewegungen von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern
    • Einleitung zu Bewegungen von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern
    • Braunsche Röhre
    • Wien-Filter
    • Fadenstrahlrohr
    • Hall-Effekt
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