Luftspulen-Magnetfeld
Näherungsformel
Basiswissen
H = I·N/√(l²+D²): für lange Spulen, durch die ein elektrischer Strom fließt gilt, dass das Magnetfeld entlang der Längsachse der Spule fast überall genauso stark ist wie in der Mitte der Spule. Größere Abweichungen gibt es nur unmittelbar an den Rändern der Spule. Hier ist die Formel zur Berechnung mit Legende erklärt.
Außerhalb
- Die Magnetfeldlinien sind ähnlich wie bei einem Stabmagneten.
- Man kann sie leicht in einem Versuch nachzeichnen.
- Siehe auch Stabmagnet ↗
Innerhalb
Das Magnetfeld in einer langen, schmalen Spule ist entlang der Längsachse im inneren etwa gleich stark wie genau im Mittelpunkt der Spule. An den Enden verliert das Magnetfeld aber dann sehr schnell an Stärke. Eine Näherungsformel für die magnetische Feldstärke H ist:
- Allgemeine Spule: H = I·N/(Wurzel aus l²+D²)
- Langgestreckte Spule: H = I·N:l
Legende
- H = Magnetfeldstärke, z. B. in Ampere pro Meter ↗
- I = Stromstärke, z. B. in Ampere ↗
- N = Anzahl der Windungen
- l = Länge der Spule, z. B. in Metern
- D = Durchmesser der Spule, z. B. in Metern
- · = normales Malzeichen ↗
Zu my
- Aus der Magnetischen Feldstärke H kann man die Flussdichte B berechnen.
- B = my mal H, mit my = my_0 mal my_r
- my = Magnetische Permeabilität
- my_0 = Magnetische Feldkonstante = 1,2566370614 mal 10 hoch -6 N/A²
- my_r = Permeabilitätszahl (materialabhängig), Liste unter Permeabilitätszahlen ↗
- Für Luft kann mü als etwa 1 V·s/[A·m] angenommen werden.
- Siehe auch magnetische Permeabilität ↗
