Flussdichte: Die Intensität eines Magnetfelds

Die Flussdichte, auch als magnetische Flussdichte bezeichnet, ist eine physikalische Größe, die die Stärke eines Magnetfelds in einem bestimmten Punkt beschreibt. Sie wird mit dem Symbol B dargestellt und in der Einheit Tesla (T) gemessen. Die Flussdichte gibt an, wie viel magnetischer Fluss durch eine definierte Fläche hindurchtritt.

Definition der Flussdichte

Mathematisch wird die magnetische Flussdichte als das Verhältnis des magnetischen Flusses ( Phi ) zur durchflossenen Fläche ( A ) definiert:

B = Φ / A

Dabei ist:

• B: Magnetische Flussdichte in Tesla (T)
• Φ: Magnetischer Fluss in Weber (Wb)
• A: Fläche in Quadratmetern (m²)

Die Flussdichte ist eine Vektorgröße und besitzt daher sowohl eine Richtung als auch einen Betrag.

Eigenschaften der Flussdichte

• Richtung: Die Richtung der Flussdichte stimmt mit der Richtung der Feldlinien eines Magnetfelds überein.
• Einfluss durch Materialien: Die Flussdichte wird durch die Permeabilität des Materials beeinflusst, in dem das Magnetfeld auftritt.
• Stärke: Die Flussdichte ist proportional zur Stärke der magnetischen Feldlinien. Eine hohe Dichte der Feldlinien entspricht einer hohen Flussdichte.

Messung der Flussdichte

Die Flussdichte wird mithilfe von Geräten wie Gaussmetern oder Hall-Sensoren gemessen. Diese Messgeräte werden in Laboren, der Industrie und für geophysikalische Untersuchungen eingesetzt.

Typische Werte für die Flussdichte

• Erdmagnetfeld: Etwa 30–60 Mikrotesla (μT), je nach geografischer Lage.
• Haushaltsmagnete: Zwischen 0,1 und 0,5 Tesla (T).
• Neodym-Magnete: Bis zu 1,4 Tesla (T).
• Magnetresonanztomografie (MRT): 1,5 bis 3 Tesla (T), in Spezialfällen bis zu 7 Tesla (T).

Anwendungen der Flussdichte

Die magnetische Flussdichte ist ein zentraler Parameter in vielen technischen und wissenschaftlichen Anwendungen:

• Elektromotoren: Die Flussdichte bestimmt die Effizienz und Leistung eines Motors.
• Transformatoren: In Transformatoren wird die Flussdichte genutzt, um die Magnetisierung des Kerns zu optimieren.
• Sensorik: Flussdichtesensoren messen Magnetfelder präzise, z. B. in Fahrzeugen oder industriellen Anlagen.
• Geophysik: Die Flussdichte des Erdmagnetfelds wird untersucht, um tektonische Aktivitäten oder lokale Anomalien zu erfassen.

Interessantes zur Flussdichte

Wussten Sie, dass die höchste bisher erzeugte Flussdichte in einem Labor bei über 100 Tesla lag? Diese extremen Magnetfelder werden in der Forschung genutzt, um neue Materialien zu untersuchen und das Verhalten von Elektronen unter extremen Bedingungen zu analysieren.