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Was ist ein Magnetfeld?

Dass der Begriff des Magnetfelds benutzt wird, um das Phänomen des Magnetismus zu beschreiben, ist Allgemeinwissen. Doch ist Ihnen bekannt, wie ein Magnetfeld eigentlich aufgebaut ist oder was es vom elektrischen Feld unterscheidet?

Das wohl bekannteste Magnetfeld ist das der Erde.
Das wohl bekannteste Magnetfeld ist das der Erde.

So sind Magnetfelder aufgebaut

  • Magnetfelder sind der Raum um einen Magneten, in dem sich dementsprechend magnetische Kräfte aufzeichnen lassen. Wie aber entstehen Magnetfelder eigentlich? Wer den Aufbau eines Magnetfelds verstehen will, sollte wohl zunächst jener Frage auf den Grund gehen.
  • Die Ursache oder Quelle von Magnetismus kann magnetisches Material wie ein Dauermagnet sein, dem ist jedoch nicht immer so. Auch können elektrische Ströme oder eine zeitliche Verschiebung von elektrischen Feldern ein Magnetfeld generieren. In Elektromagneten entsteht das Feld durch die Bewegung von elektrischen Ladungen.
  • Grundsätzlich ist Magnetismus ein natürliches Phänomen, dem das magnetische Moment von Elementarteilchen zugrunde liegt. So hängen magnetische Eigenschaften bestimmter Materialien mit den spezifischen Eigenschaften des Spins ihrer Teilchen zusammen. 
  • In einem erst einmal generierten Magnetfeld herrscht nun magnetischer Fluss, welcher durch geschlossene Feldlinien veranschaulichend dargestellt wird. Der Fluss hat eine bestimmte Richtung, wobei der jeweilige Feldlinienabstand die Stärke des Magnetfeldes beschreibt. Ein besonders starkes Magnetfeld ist dementsprechend von besonders hoher Dichte.
  • Die Richtung, in der magnetische Feldlinien verlaufen, folgt dabei immer einem Schema. Außerhalb des Magneten laufen alle Feldlinien vom Nordpol zum Südpol, innerhalb des Magneten dagegen fließen die Kräfte vom Südpol zum Nordpol.
  • Als Pole des Magneten bezeichnet man übrigens die oberflächlichen Magnetteile, die besonders von dem Magnetfeld durchflossen werden. Magnetfelder wirken einerseits also auf magnetische Gegenstände, auf der anderen Seite aber werden sie von ihnen erst erzeugt.

Das ist der Unterschied zu elektrischen Feldern

  • Magnetfelder und elektrische Felder unterscheiden sich grundlegend voneinander. Einer der wichtigsten Unterschiede ist dabei die Tatsache, dass magnetische Feldlinien keinen Anfangs- oder Endpunkt haben, sondern geschlossen sind, weil sie von einem Pol in den anderen strömen.
  • Bei einem elektrischen Feld ist das nicht der Fall. Viel mehr wird jenes für gewöhnlich durch zwei räumlich voneinander getrennte Punktladungen hervorgerufen. Zwei Ladungen wirken hier aufeinander, beim magnetischen Feld dagegen spielen Ladungen keine Rolle. Elektrische Felder sind so als wirbellose Quellenfelder zu bezeichnen, während magnetische Felder quellenlose Wirbelfelder sind.
  • Gemäß der Maxwellschen Gleichung gilt Obiges aber nur für statische Felder, die Felder können jedoch auch Dynamiken entwickeln. So kann ein veränderliches Magnetfeld in einem Leiter durch Spannungsinduktion ein elektrisches Feld generieren. Selbiges gilt nun auch anders herum für ein veränderliches elektrisches Feld. Jenes kann also ein Magnetfeld erzeugen.
  • Magnetfelder und elektrische Felder sind demnach durch Ladung sowie Quell- und Wirbeleigenschaften klar voneinander zu unterscheiden. Trotz dessen oder gerade deswegen können sie einander jedoch erzeugen, wobei sich in einem solchen Falle von einer elektromagnetischen Welle sprechen lässt.
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