Was ist magnetische Flussdichte?
Das Maß für die Stärke eines Magnetfeldes wird magnetische Flussdichte oder magnetische Induktion genannt. Ein Magnet soll einen Nord- und einen Südpol haben; Zwei Magnete stoßen sich ab, wenn sich gleiche Pole gegenüberstehen, und ziehen sich an, wenn sich entgegengesetzte Pole nähern. Elektrisch geladene Teilchen werden auch in Magnetfeldern abgelenkt.
Die magnetische Flussdichte ist analog zu Merkmalen von elektrischen Feldern und Gravitationsfeldern. Die elektrische Feldstärke ist die Kraft, die pro Ladungseinheit auf einen Körper einwirkt, und die Gravitationsfeldstärke ist die Kraft, die pro Masseeinheit auf einen Körper einwirkt. Magnetfelder werden durch elektrischen Strom erzeugt. Die magnetische Flussdichte (B) ist die Kraft (F), die pro Längeneinheit (l) und pro Stromeinheit (I) auf ein leitfähiges Material einwirkt. Dies kann als Gleichung B = F / I x l geschrieben werden. Die Einheit der magnetischen Flussdichte wird Tesla genannt.
Ein Magnetfeld wird immer in einem Winkel von 90 Grad zu einem sich bewegenden elektrischen Feld erzeugt. Die Richtung des elektrischen Stroms, des Magnetfelds und der Magnetkraft werden durch die linke Regel von John Ambrose Fleming definiert. Wenn Sie die ersten beiden Finger und den Daumen der linken Hand im rechten Winkel zueinander halten, werden die relativen Richtungen von Schub, Feld und Strom angezeigt. Wie aus der Ähnlichkeit der ersten Töne der Wörter hervorgeht, zeigt der Daumen die relative Richtung des Stoßes und der erste Finger die relative Richtung des Feldes. Der zweite Finger zeigt die relative Richtung des Stroms.
Es ist möglich, ein Magnetfeld mit nur einem Stabmagneten, einem weißen Blatt Papier und einigen Eisenspänen zu sehen. Dazu platzieren Sie den Magneten unter dem Papier und bestreuen das Papier leicht mit den Feilspänen. Die Füllungen richten sich nach den gekrümmten Flusslinien des Magnetfelds aus. An beiden Enden des Magneten werden mehr Späne angezogen als in der Mitte, was bedeutet, dass der Magnetfluss an diesen Punkten am stärksten ist. Dies ist auch beim Erdmagnetfeld der Fall.
Das Erdmagnetfeld wird durch das Vorhandensein eines geschmolzenen, rotierenden Eisenkerns in seiner Mitte verursacht. Seine Flussdichte ist am Nord- und Südpol am stärksten. Elektrisch geladene Sonnenpartikel werden von den Polen angezogen, wodurch die Polarlichter Aurora borealis (Nordlichter) und Aurora australis (Südlichter) entstehen.
Schwächere Magnete richten sich nach den Flusslinien stärkerer Magnete aus. Dieses Phänomen wird von einem Kompass ausgenutzt, dessen Nadel ein sehr schwacher Magnet ist. Konventionell zeigt der Südpol des Kompasses auf den Nordpol der Erde, aber wenn der Kompass in die entgegengesetzte Richtung magnetisiert würde, würde er auf den Südpol zeigen.