Die Feldstärke ist eine physikalische Größe, die angibt, wie intensiv ein Magnetfeld an einem bestimmten Punkt ist. Sie beschreibt die Stärke des Magnetfelds unabhängig von der Art der Quelle, die das Feld erzeugt. Die magnetische Feldstärke wird üblicherweise mit dem Symbol H bezeichnet und in der Einheit Ampere pro Meter (A/m) gemessen.
Wie wird die Feldstärke definiert?
Die Feldstärke ist definiert als der Vektor, der die Richtung und die Intensität eines Magnetfelds beschreibt. Sie hängt direkt mit der Stärke des elektrischen Stroms oder der Magnetisierung zusammen, die das Magnetfeld erzeugen. Der Zusammenhang kann durch folgende Gleichung beschrieben werden:
H = B / μ
Dabei ist:
- H: Magnetische Feldstärke (in A/m)
- B: Magnetische Flussdichte (in Tesla)
- μ: Magnetische Permeabilität des Materials
Eigenschaften der Feldstärke
- Vektorgröße: Die Feldstärke hat sowohl eine Richtung als auch einen Betrag.
- Abstand zur Quelle: Die Stärke nimmt mit zunehmendem Abstand von der Quelle des Magnetfelds ab.
- Materialabhängigkeit: Die Feldstärke wird durch das Material beeinflusst, durch das das Magnetfeld verläuft.
Wie wird die Feldstärke gemessen?
Zur Messung der Feldstärke werden verschiedene Geräte eingesetzt, je nach Anwendungsbereich:
- Magnetometer: Misst die Feldstärke direkt und wird häufig in geophysikalischen Anwendungen verwendet.
- Spulen: Die Induktionsspannung in einer Spule gibt indirekt Auskunft über die Feldstärke.
- Hall-Sensoren: Diese elektronischen Sensoren messen die Feldstärke präzise in technischen Anwendungen.
Anwendungen der Feldstärke
- Elektromotoren: Die Feldstärke wird zur Steuerung der Leistung und Effizienz eines Motors genutzt.
- Medizintechnik: In MRT-Systemen (Magnetresonanztomografie) wird die Feldstärke kontrolliert, um hochpräzise Bilder zu erzeugen.
- Sensorik: Feldstärke-Messungen sind in Sensoren für Positions- oder Geschwindigkeitserfassung entscheidend.
- Forschung: Geophysiker untersuchen mit Feldstärke-Messungen die Variationen des Erdmagnetfelds.
Interessantes zur Feldstärke
Wussten Sie, dass die Feldstärke eines typischen Magneten im Haushalt etwa 10–100 A/m beträgt, während die Feldstärke in einem MRT-Gerät bis zu 100.000 A/m erreicht? Diese enorme Spannweite zeigt die Vielseitigkeit des Magnetismus in verschiedenen Anwendungen.