Magnetische Flussdichte

Ähnlich wie die magnetische Feldstärke H beschreibt auch die magnetische Flussdichte B die Eigenschaften eines magnetischen Feldes. Mit Hilfe dieser physikalischen Größe lassen sich Stärke und Richtung eines magnetischen Feldes angeben. Die magnetische Flussdichte wird in der Einheit Tesla (T) angegeben.

Magnetische Flussdichte

Wie eingangs beschrieben, beschreiben die magnetische Flussdichte B und magnetische Feldstärke H ein magnetisches Feld. Die magnetische Flussdichte B beschreibt dabei die Dichte der Feldlinien, wobei gilt: Je dichter die Feldlinien sind, desto größer ist die magnetische Flussdichte.

Die magnetische Flussdichte und Feldstärke stehen miteinander im Zusammenhang. Die magnetische Feldstärke H ist dabei folgendermaßen mit der magnetischen Flussdichte verknüpft:

beide Größen sind also durch das Produkt aus magnetischer Permeabilitätskonstanten des Vakuums µ₀ und einer materialspezifischen magnetischen Permeabilitätskonstanten µ verknüpft.

Herleitung der Formel für die magnetische Flussdichte B

Wim Kapitel “Lorentz-Kraft” bzw. “Bewegte Teilchen im Magnetfeld” beschrieben, wird auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld eine Kraft, die sogenannte Lorentz-Kraft ausgeübt. Hierzu gibt es viele Schulversuche, nachfolgend sehen wir uns nur die Ergebnisse dieser Versuche an:

• Bei konstanter Länge l des stromdurchflossenen Leiters ist die Kraft F auf den Leiter in einem homogenen Magnetfeld umso größer, je größer die Stromstärke I im Leiter ist. Es gilt daher: F ~ I

 

• Fließt durch den Leiter ein Strom (der Leiter befindet sich komplett im Magnetfeld) mit konstanter Stromstärke, so ist die Kraft F, die auf den stromdurchflossenen Leiter wirkt, umso größer, je größer die Länge l des Leiters ist. Es gilt: F ~ l

 

• Weitere Experimente, zeigen, dass die Kraft, die auf dem Leiter wirkt, umso großer ist, je größer das Produkt aus Länge l und durchflossener Stromstärke I des Leiters ist. Es gilt: F ~ I · l

 

• Die Richtung der (Lorentz-) Kraft F ist senkrecht zur Stromrichtung.

Daraus können wir die Formel zur Bestimmung der magnetischen Flussdichte bestimmen: