Magnetische Flussdichte

Mit der magnetischen Flussdichte befassen wir uns in diesem Artikel. Dabei erklären wir euch, was man unter der magnetischen Flussdichte versteht und wie man sie berechnet. Dieser Artikel gehört zum Bereich Physik bzw. Elektrotechnik.

Um einen stromdurchflossenen Leiter entsteht ein so genanntes magnetisches Feld. Dadurch werden Kräfte auf ferromagnetische Stoffe (Eisen, Nickel, Kobalt etc.) in der näheren Umgebung ausgeübt.  Die magnetische Flussdichte, auch als magnetische Induktion bezeichnet ist eine physikalische Größe und gibt an, wie stark ein Magnetfeld ist. Sie hat das Formelzeichen B und steht für die Flächendichte des magnetischen Flusses, welcher durch ein bestimmtes Flächenelement hindurch tritt. Es gibt zahlreiche Formeln um die Berechnung durchzuführen:

Stromdurchflossener Leiter senkrecht zu Feldlinien eines Magnetfeldes:

Dabei ist:

• "B" die magnetische Flussdichte in Newton pro Amperemeter
• "F" die Kraft in Newton
• "I" der Strom in Ampere
• "l" die Länge des Leiters in Meter

Beispiel:

Wir haben zwei parallel verlaufende Drähte, die sich mit 0,6 Newton anziehen. Für einen Strom von 5 Ampere und einer Länge von 0,5 Meter soll die magnetische Flussdichte berechnet werden.

Lösung: Dem Text entnehmen wir die Angaben l = 0,50 m; I = 5 A und F = 0,6 N. Diese Werte setzen wir in die Formel ein und rechnen.

Stromdurchflossener Leiter nicht senkrecht zum Magnetfeld:

Dabei ist:

• "B" die magnetische Flussdichte in Newton pro Amperemeter
• "F" die Kraft in Newton
• "I" der Strom in Ampere
• "l" die Länge des Leiters in Meter
• "α" der Winkel zwischen Leiter und Magnetfeld

Hinweis: Die zweite Berechnungsart nutzt die Vektordarstellung, siehe hierzu auch Kreuzprodukt / Vektorprodukt.

Magnetische Flussdichte und magnetische Feldstärke:

Dabei ist:

• "B" die magnetische Flussdichte in Newton pro Amperemeter
• "μ₀" die magnetische Feldkonstante in Voltsekunde pro Amperemeter
• "μ_r" die Permeabilitätszahl
• "H" die magnetische Feldstärke in Ampere pro Meter

Hinweise:Es gilt μ_{0 =} 1,2566 · 10^-6 Vs/Am. Die Permeabilitätszahl ist abhängig von dem Stoff, der eingesetzt wird.

Beispiel:

Wir setzen den Werkstoff Eisen (μ_r = 5000) und die magnetische Feldstärke H = 2A/m ein und berechnen damit die magnetische Flussdichte.

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