Magnetfeld Schirmung Ferrit

induction_guy · Anmeldungsdatum: 02.11.2019 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo

In dieser Frage sollen 2 Versuchsanordnungen bzgl. Magnetfeld verglichen werden. Angenommen durch einen unendlich langen Leiter fliesst ein Strom, der Rückleiter sei unendlich weit entfernt und für die Betrachtung dieses Problems irrelevant. Um diesen Leiter befindet sich in geometrischer Anordnung 1 (G1) ein Hohlzylinder aus Ferrit Material (d.h. grosses u_r, aber praktisch keine elektrische Leitfähigkeit) und in geometrischer Anordnung (G2) kein Hohlzylinder, d.h. ein Leiter in freier Umgebung. Hier nun mein Fragen...
Frage 1 (F1): Wenn der Strom im Leiter ein Gleichstrom ist, ist das Magnetfeld im Fall 1 ausserhalb vom Ferrit gleich wie im Fall 2 (bei gleichem Abstand zum Leiter)?
Frage 2 (F2): Gleiche Frage wie 1), aber mit dem Unterschied, dass der Strom ein Wechselstrom ist?

-Für Frage 1 besteht die Quintessenz der Frage darin, ob diese Magnetfeldverstärkung innerhalb hochpermeabler Materialien auch einen Effekt nach aussen hat.

-Diese Fragen haben einen realen Hintergrund, da eine solche Schirmwirkung mit Wechselstrom während der Entwicklung einer Induktionsspule für die Induktionserwärmung beobachtet wurde. Die Schirmwirkung wurde dadurch beobachtet, dass sich in der Nähe der Spule befindliches Metall nicht mehr so stark erwärmte, sobald Ferrite eingesetzt wurden. Die Ferrit selbst wurden nicht heiss, wodurch ein, gemäss Wikipedia heisst das Konvektionsstrom, ausgeschlossen werden kann.

Meine Ideen:
Meine Ansätze...
Frage 1) Nach knallharter Anwendung des Durchflutungsgesetzes (Ringintegral um den Leiter), müssten die Felder ausserhalb des Ferrits in beiden Anordnungen gleich sein. Grundsätzlich wäre es denkbar, dass die Magnetfeldverstärkung innerhalb des Ferrits eine Aussenwirkung haben könnte, die sich dann aber im Ringintegral aufhebt. Wenn man sich dann aber wieder überlegt, dass das Experiment radialsymmetrisch aufgebaut ist, macht diese Überlegung keinen Sinn. Es gibt ja die Vorstellung von current sheets (Kreisströme) innerhalb dieser Materialien und wenn der Hin- und Rückstrom dieser Kreisströme unendlich nah beieinander liegen, dann dürfte sich deren Wirkung nach aussen aufheben.

Frage 2) Da der Ferrit nicht elektrisch leitfähig ist, kann dort kein oder nur wenig Wechselstrom fliessen, andernfalls würde man dies durch starke Erwärmung des Ferrits feststellen können. Eine Schirmwirkung kann ich mir daher nur noch mit einem Verschiebungsstrom erklären, welcher aber praktisch keine Verluste im Ferrit generieren darf.