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Magnetisches Feld 05:41 min

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Transkript Magnetisches Feld

Hallo und herzlich willkommen zu Physik mit Kalle. Wir wollen uns heute, wieder aus dem Themengebiet Elektrizität und Magnetismus, das Magnetfeld genauer ansehen. Für dieses Video ist es hilfreich, wenn ihr bereits das Video über das elektrische Feld gesehen habt.  Wir lernen heute, was ein Magnetfeld ist, wie man es darstellen kann und was die magnetische Feldstärke H ist. Dann mal los.  Was ist denn ein Magnetfeld? Ich entschuldige mich schon mal im Voraus für die vage Antwort. Aber ein Magnetfeld ist ein Feld, in dem magnetische Kräfte wirken. Warum ich das so erkläre, erfahrt ihr gleich. Wie auch das elektrische Feld wird das magnetische Feld durch zwei verschiedene Vektorfelder beschrieben. Die magnetische Flussdichte B und die magnetische Feldstärke H. Die Letztere wollen wir uns im letzten Kapitel noch ein wenig genauer ansehen. Ein Magnetfeld kann verursacht werden durch magnetische Stoffe, elektrische Ströme und sich mit der Zeit ändernde elektrische Felder. So, dann wollen wir uns erst mal anschauen, wie man das Ganze darstellen kann. Man kann das magnetische Feld eines Stabmagneten sichtbar machen, z. B. mit fein gefeilten Eisenspänen. Das sieht ungefähr so aus. Da uns das Ganze doch sehr an die Feldliniendarstellung eines elektrischen Feldes, einer positiven und einer negativen Punktladung erinnert, nehmen wir mal einen zweiten Stabmagneten hinzu und überprüfen, welches Bild wir erhalten, wenn wir zwei Nordpole aneinanderhalten. Auch das sieht genauso aus, wie das elektrische Feld zweier positiver Punktladungen. Und wenn ich nun einen der beiden Magnete drehe, sollte ich wieder ein Feldlinienbild erhalten, das dem einer positiven und einer negativen ähnelt. Und auch das stimmt. Ist also das magnetische Feld einfach das gleiche wie das elektrische Feld nur, dass Plus und Minus durch Nordpol und Südpol ersetzt werden? Wir stellen also das magnetische Feld, genau wie das elektrische Feld, mit Feldlinien dar. Und auch hier gibt es eine festgeschriebene Richtung. Die Feldlinien laufen von Nord nach Süd. Ich merke es mir so: Wenn ich Nordpol mit N und Südpol mit S abkürze, habe ich in dieser Regel, von Nord nach Süd, drei N's hintereinander. So kann ich die Richtung nicht durcheinanderbringen. Außerdem sind im magnetischen Feld die Feldlinien geschlossen. D. h., sie laufen durch den Stabmagneten hindurch, um auf der anderen Seite wieder herauszukommen. Und das bringt uns auch schon zur Frage von gerade eben. Plus und Minus im elektrischen Feld entsprechen nämlich nicht einfach Nord und Süd im magnetischen Feld. Es gibt einen wichtigen Unterschied zwischen den beiden.

Wenn ich einen Magneten in der Mitte durchschneide, erhalte ich nicht einen Nord- und einen Südpol, sondern zwei kleinere schwächere Magneten, mit jeweils einem Nord- und Südpol. Es gibt also ohne Nordpol keinen Südpol. Und deshalb habe ich am Anfang auch so ungenau beschrieben, was ein Magnetfeld eigentlich ist und was darin passiert. Im elektrischen Feld kann ich einfach eine kleine Ladung in das Feld einer großen Ladung setzen und schauen was passiert. In einem Magnetfeld muss ich aber immer einen Nord- und Südpol in ein magnetisches Feld setzen. Dazu kommt auch noch, dass im magnetischen Feld nicht nur eine, sondern zwei verschieden Kräfte wirken, und zwar auf Magnete. Das kennt ihr. Man nimmt einen Magneten, bringt ihn in das Feld eines zweiten Magneten, und wenn man die beiden gleichnamigen Pole einander zugewandt hat, werden sich die Magnete abstoßen. Wenn man die beiden verschiedenen Pole einander zuwendet, werden sie sich anziehen. Diese Kraft wirkt immer entlang der Feldlinien. Die zweite Kraft, die in einem Magnetfeld wirken kann, ist ein wenig komplizierter und sie wirkt auf bewegte Ladungen. Diese Kraft wirkt immer senkrecht zu den Feldlinien und dazu auch noch senkrecht zur Bewegungsrichtung. Man nennt sie die Lorentzkraft und mehr dazu erfahren wir später. So, zum Abschluss wollen wir uns noch kurz die magnetische Feldstärke H ansehen. Die magnetische Feldstärke H ist ein Vektorfeld, das für jeden Punkt die Stärke und Richtung des Magnetfeldes angibt. Die magnetische Feldstärke H hängt mit der magnetischen Flussdichte B über eine relativ einfache Gleichung zusammen, B=µ0×H im Vakuum. µ0 ist dabei übrigens die Permeabilität des Vakuums. Mehr dazu erfahrt ihr im Video über die Permeabilität. Die Einheit der magnetischen Feldstärke ist A/m. Und ein einfaches Beispiel für die magnetische Feldstärke: Das Feld um einen geraden Leiter, in dem ein Strom I fließt ist H=I/(2π×r). Dabei ist I der Strom im Leiter, r der Abstand vom Leiter und der Faktor 2π kommt durch den Kreisumfang. Wir wollen noch mal wiederholen, was wir heute gelernt haben. In einem Magnetfeld wirken magnetische Kräfte auf andere Magneten oder bewegte Ladungen. Ein Magnetfeld lässt sich gut darstellen durch Feldlinien. Diese verlaufen von Nord nach Süd und sind geschlossen. Vorsicht, anders als bei elektrischen Ladungen, gibt es keinen Nordpol ohne dazugehörigen Südpol. Die magnetische Feldstärke H gibt die Stärke und die Richtung des Magnetfeldes für jeden Punkt an. Ihre Einheit ist A/m und die Feldstärke des Feldes um einen geraden Leiter ist H= I/2 πr. So, das war es schon wieder für heute. Ich hoffe, ich konnte euch helfen, Vielen Dank fürs Zuschauen und vielleicht bis bald. Euer Kalle.  

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4 Kommentare
  1. Default

    Zu viel Kaffeeeeeeee (:
    Viel zu schnell gesprochen aber sonst wie immer super cool erklärt
    (::::::::

    Von M Walch, vor 8 Monaten
  2. Default

    Danke

    Von Tim W., vor etwa 3 Jahren
  3. Default

    Aber im Magneten ist es dann von S nach N (2:32)

    Von Buchbergermario, vor etwa 3 Jahren
  4. 22357 239307192276 7807422276 3067999 2228301 n

    Hammer geiles Video daaaaankkkeeeee Kallleeee
    :D

    Von Leonardkummer, vor fast 4 Jahren