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Magnetische Feldstärke, magnetische Flussdichte?
 
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aaabbb



Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509

Beitrag aaabbb Verfasst am: 23. März 2014 13:11    Titel: Magnetische Feldstärke, magnetische Flussdichte? Antworten mit Zitat

Hallo, in meiner Formelsammlung ist B die magnetische Flussdichte und E die magnetische Feldstärke.

Wenn es nun in einer Aufgabe heißt:

In einem Magnetfeld befindet sich ein 10 cm langer Leiter. Auf ihn wirkt eine Kraft von 1mN. Die Stromsträe beträgt 1 A. Berechnen Sie die magnetische Feldtärke, wenn
der Winkel zwischen Leiter und magnetischen Feldlinien 45° beträgt. (Hinweis: Von der Feldelstärke wirkt nur die Komponente senkrecht zum Leiter.)

Dann ist doch mit der magnetischen Feldstärke eigentlich B gemeint.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8570

Beitrag jh8979 Verfasst am: 23. März 2014 13:33    Titel: Antworten mit Zitat

Ja. B ist die magnetische Feldstärke.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. März 2014 13:34    Titel: Antworten mit Zitat

aaabbb hat Folgendes geschrieben:
Hallo, in meiner Formelsammlung ist B die magnetische Flussdichte und E die magnetische Feldstärke.


Wenn das wirklich so in Deiner Formelsammlung so steht, dann ist das eine Sch...Formelsammlung. Die magnetische Feldstärke wird international mit H bezeichnet, während E die elektrische Feldstärke ist. Die elektrische Feldstärke hat aber mit dieser Aufgabe nichts zu tun.

aaabbb hat Folgendes geschrieben:
Dann ist doch mit der magnetischen Feldstärke eigentlich B gemeint.


Nein, B ist die magnetische Flussdichte (auch Induktion genannt). Magnetische Flussdichte und magnetische Feldstärke sind über die Permeabilität miteinander verknüpft: B=µ*H.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. März 2014 13:36    Titel: Antworten mit Zitat

jh8979 hat Folgendes geschrieben:
Ja. B ist die magnetische Feldstärke.


Bist Du ein Anhänger des KPK? Falls nicht, solltest Du Dich an die gebräuchliche Nomenklatur halten.

http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldst%C3%A4rke
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8570

Beitrag jh8979 Verfasst am: 23. März 2014 13:37    Titel: Antworten mit Zitat

GvC hat Folgendes geschrieben:
aaabbb hat Folgendes geschrieben:
Hallo, in meiner Formelsammlung ist B die magnetische Flussdichte und E die magnetische Feldstärke.


Wenn das wirklich so in Deiner Formelsammlung so steht, dann ist das eine Sch...Formelsammlung. Die magnetische Feldstärke wird international mit H bezeichnet, während E die elektrische Feldstärke ist. Die elektrische Feldstärke hat aber mit dieser Aufgabe nichts zu tun.

aaabbb hat Folgendes geschrieben:
Dann ist doch mit der magnetischen Feldstärke eigentlich B gemeint.


Nein, B ist die magnetische Flussdichte (auch Induktion genannt). Magnetische Flussdichte und magnetische Feldstärke sind über die Permeabilität miteinander verknüpft: B=µ*H.

Das ist zwar strengenommen richtig. Aber ausserhalb von Deutschland sagt jeder "magnetic field strength" zu B. Davon abgesehen ist es unsinnig E Feldstärke zu nennen und B nicht. Deshalb sagen viele auch zu B magnetische Feldstärke.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8570

Beitrag jh8979 Verfasst am: 23. März 2014 13:39    Titel: Antworten mit Zitat

GvC hat Folgendes geschrieben:
jh8979 hat Folgendes geschrieben:
Ja. B ist die magnetische Feldstärke.


Bist Du ein Anhänger des KPK? Falls nicht, solltest Du Dich an die gebräuchliche Nomenklatur halten.

http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldst%C3%A4rke

Ich kann die Nomenklatur benutzen die mir gefällt. Insbesondere wenn die "offizielle" unheimlich dumm gewählt ist und von einem Nicht-Verstaendnis der E-Dynamik zeugt.

Und an der Aufgabe sieht man ja, dass ich durchaus nicht alleine bin damit.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. März 2014 14:07    Titel: Antworten mit Zitat

jh8979 hat Folgendes geschrieben:
Aber ausserhalb von Deutschland sagt jeder "magnetic field strength" zu B.


Ich dachte, wie hätten es hier mit einem deutschen Fragesteller zu tun. Aber ich kann mich natürlich irren. Außerdem sagt seine Formelsammlung, dass B die magnetische Flussdichte sei. Dieselbe Formelsammlung sagt allerdings auch, dass E die magnetische Feldstärke sei. Dann kann B nicht gleichzeitig auch die magnetische Feldstärke sein.

jh8979 hat Folgendes geschrieben:
Davon abgesehen ist es unsinnig E Feldstärke zu nennen und B nicht.


Wenn Du auf den Kausalzusammenhang zwischen Flussdichte und Feldstärke anspielst, hast Du recht. Denn im elektrischen Feld ist D die Erreger- und E die Wirkungsgröße, während im Magnetfeld H die Erreger- und B die Wirkungsgröße ist. Allerdings hält sich im deutschen Sprachgebrauch die Bezeichnung H für die magnetische Feldstärke wegen der formalen Analogie mit den beiden anderen Feldtypen, z.B. Flussdichte ist gleich Leitfähigkeit mal Feldstärke:







oder auch

für beide elektrischen Feldtypen



jh8979 hat Folgendes geschrieben:
Ich kann die Nomenklatur benutzen die mir gefällt...


Ja, selbstverständlich. Ist halt nur die Frage, wie das dem Fragesteller hilft. Vor dem Hintergrund dieser Unstimmigkeit kann man ihm eigentlich keine richtige Antwort geben. Insofern ziehe ich meine Aussagen zurück und überlasse dem Fragesteller die Entscheidung selbst.

jh8979 hat Folgendes geschrieben:
... Insbesondere wenn die "offizielle" unheimlich dumm gewählt ist und von einem Nicht-Verstaendnis der E-Dynamik zeugt.


Jemandem, der sich an die in Deutschland genormten Bezeichnungen hält, ein Unverständnis der Elektrodynamik zu unterstellen, finde ich schon ganz schön dreist.

Irgendwelche Gründe wird es schon geben, warum die deutsche Wikipedia die magnetische Feldstärke H nennt. Ich nehme an, es sind die von mir genannten.
aaabbb



Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509

Beitrag aaabbb Verfasst am: 23. März 2014 14:09    Titel: Antworten mit Zitat

Also angenommen in der Aufgabe ist die magnetischer Feldstärke H gemeint.

H=I*n/l (innerhalb einer Spüle)

Aber kann man das dann eigentlich ausrechnen?
Könnten die in der Aufgabenstellung vielleicht H und B verwechselt haben?
Denn
F=I*l*B

Ich könnte also B ausrechnen.
Nun ist B=mag.Feldkonstante*Permeabilitätszahl*H

Aber ich habe ja die Permeabilitätszahl nicht gegeben?
Zudem ist es ja keine Spule.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. März 2014 14:14    Titel: Antworten mit Zitat

aaabbb hat Folgendes geschrieben:
Aber ich habe ja die Permeabilitätszahl nicht gegeben?


Solche Anordnungen wie die von Dir genannte existieren normalerweise in Luft oder einem anderen Gas, häufig auch in einem Dielektrikum (aber nicht in einem Ferromagnetikum). Alle diese Stoffe haben die Permeabilitätszahl 1. Ihre Permeabilität ist also die magnetische Feldkonstante µ0.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. März 2014 14:20    Titel: Antworten mit Zitat

aaabbb hat Folgendes geschrieben:
Also angenommen in der Aufgabe ist die magnetischer Feldstärke H gemeint.

H=I*n/l (innerhalb einer Spüle)


Wir haben es hier aber nicht mit einer Spule, sondern nur mit einem einzelnen Leiter zu tun. Und es ist nicht nach dessen Magnetfeld, sondern nach dem gefragt, in welchem der Leiter sich befindet und welches laut Formel für die Kraft auf den Leiter verantwortlich ist.


Zuletzt bearbeitet von GvC am 23. März 2014 14:20, insgesamt einmal bearbeitet
aaabbb



Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509

Beitrag aaabbb Verfasst am: 23. März 2014 14:20    Titel: Antworten mit Zitat

Dann ist

H=B/mag. Feldkonstante

Aber gilt das nicht nur in Spulen?
In diesem Fall für Spülen mit Luft als Kern.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. März 2014 14:21    Titel: Antworten mit Zitat

Das gilt in allen nicht-magnetischen Materialien.
aaabbb



Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509

Beitrag aaabbb Verfasst am: 23. März 2014 14:22    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, also dann könnte man jetzt B (mag. Flussdichte) ausrechnen.
Aber wie kommt man dann auf die gefragte mag. Feldstärke?
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8570

Beitrag jh8979 Verfasst am: 23. März 2014 14:24    Titel: Antworten mit Zitat

GvC hat Folgendes geschrieben:

Jemandem, der sich an die in Deutschland genormten Bezeichnungen hält, ein Unverständnis der Elektrodynamik zu unterstellen, finde ich schon ganz schön dreist.

Sorry, so war das nicht gemeint. Gemeint war: Wer darauf beharrt, dass die anscheinend in Deutschland verbreiteten Bezeichnungen sinnvoll sind, der hat die E-Dynamik nicht verstanden. In demselben Sinn, hat auch jemand die E-Dynamik nicht verstanden, der darauf beharrt, dass SI-Einheiten ein sinnvolles Einheitssystem in der E-Dynamik sind.
Zitat:

Irgendwelche Gründe wird es schon geben, warum die deutsche Wikipedia die magnetische Feldstärke H nennt. Ich nehme an, es sind die von mir genannten.

Es ist ja nicht nu bei Wikipedia so (mal davon abgesehen, dass diese Wiki-Seite grobe Fehler enthält). Du hast ja recht, dass es so in vielen Büchern steht. Sinnvoll ist es deswegen noch lange nicht.

Die fundamentalen Felder sind E und B, nicht D und H. Die E-Dynamik ist eine intrinsisch relativistische Theorie und in der sind E und B Komponenten des Feldstärketensors F. Nun kann man verschiedene Komponenten natürlich verschieden nennen und ihnen verschiedene Einheiten geben. Das ist aber selten besonders erhellend.

Nun mag man gerne Analogien aufbauen, z.B. anhand der Formeln für D und B die Du gegeben hast. Aber das ist erstens einfach eine Definition von epsilon und mu und zweitens sind diese Gleichungen nicht fundamental, sondern nur eine Näherung (die mal mehr, mal weniger gut ist).

Daher werd ich weiterhin B magnetische Feldstärke nennen, zusammen mit vielen anderen Physikern, da meiner Meinung nach alles andere einfach Quatsch und Wortklauberei ist. Davon abgesehen ist einer einer Rechnung ja immer klar, was wo einzusetzen ist, und es gibt also keinen Unterschied ausser dem Namen.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. März 2014 14:25    Titel: Antworten mit Zitat

aaabbb hat Folgendes geschrieben:
Ok, also dann könnte man jetzt B (mag. Flussdichte) ausrechnen.
Aber wie kommt man dann auf die gefragte mag. Feldstärke?


Das hast Du doch selber schon gesagt.

aaabbb



Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509

Beitrag aaabbb Verfasst am: 23. März 2014 14:28    Titel: Antworten mit Zitat

Und das gilt auch, wenn der Draht zu keiner Spule aufgewickelt ist?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. März 2014 14:51    Titel: Antworten mit Zitat

Der grundsätzliche Zusammenhang zwischen den magnetischen Feldgrößen hat nichts, aber auch gar nichts mit einer Spule zu tun. Irgendwie scheinst Du auf einem falschen Dampfer zu sein.
aaabbb



Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509

Beitrag aaabbb Verfasst am: 23. März 2014 15:02    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, dann weiß ich das jetzt auch.
Dann gilt der Zusammenhang ganz allgemein.

Ich war nur etwas unsicher, da man H ja in einer Spüle über die Formel
H=I*n/l berechnen kann.

Dann wechsle ich mal meinen Dampfer. Augenzwinkern

Vielen Dank euch Beiden.

Noch kurz etwas:

Die oben genannte Formel für H kann ich doch mithilfe einer Hallsonde bestimmen.
Diese muss ich einfach in ein Magnetfeld einer Spüle bringen.
Dann kann ich B berechnen und daraus dann auch H.
Wenn ich nun einen Wert ändere (z.B die Stromstärke) kann ich so beobachten wie sich dann B und damit H verhält.
Wäre das so richtig erklärt?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. März 2014 15:12    Titel: Antworten mit Zitat

Nee, Du kannst keine Formel mit Hilfe einer Messeinrichtung bestimmen. Du kannst die Gültigkeit einer Formel durch Messung bestenfalls nachweisen. Wenn Du die Formel

H=N*I/l

per Messung nachweisen willst, wirst Du feststellen, dass es sich dabei um eine Näherungsformel handelt, die nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen eine gewisse Gültigkeit besitzt. Deine Messwerte werden jedenfalls mehr oder weniger deutlich von dem theoretischen (Formel-)Wert abweichen und insbesondere vom Ort innerhalb der Spule abhängen, an dem Du die Messung durchführst.
aaabbb



Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509

Beitrag aaabbb Verfasst am: 23. März 2014 15:16    Titel: Antworten mit Zitat

Aber der grobe Zusammenhang würde sich durch die Messung ergeben.
Oder?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. März 2014 15:17    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, natürlich. Sonst wäre die Formel Sch...(rott).
aaabbb



Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509

Beitrag aaabbb Verfasst am: 23. März 2014 15:25    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, das beantwortet meine Frage.

Damit bedanke ich mich nochmals und wünsche noch einen schönen Sonntag Augenzwinkern
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