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Formel Lange Spule Magnetfeld    Spulenlänge    Elektrischer Strom    Windungszahl    Relative Permeabilität   

Formel
Formel: Lange Spule

Magnetfeld

Einheit
Magnetische Flussdichte innerhalb der langen Spule. Im Inneren der Spule ist \(\class{violet}{B}\) homogen (konstant) und genau auf diesen konstanten Wert \(\class{violet}{B}\) im Spuleninneren bezieht sich die Formel.

Beachte, dass die magnetische Flussdichte einer Spule außerhalb nicht homogen ist.

Spulenlänge

Einheit
Länge von einem Ende zum anderen Ende der Spule. Die Formel ist nur dann genau, wenn die Spulenlänge deutlich größer ist als der Radius \( r\) der Spule.

Elektrischer Strom

Einheit
Elektrischer Strom gibt die Ladungsmenge \(Q\) an, die pro Zeiteinheit \(t\) durch die Spule fließt. Verdoppelst du den Strom, dann verdoppelt sich auch das Magnetfeld.

Windungszahl

Einheit
Anzahl der Windungen der Spule ("Anzahl der Spiralen"). Je mehr Windungen eine Spule hat, desto größer ist das erzeugte Magnetfeld der Spule.

Relative Permeabilität

Einheit
Es ist möglich das von der Spule erzeugte Magnetfeld \(\class{violet}{B}\) im Inneren der Spule deutlich zu verstärken, indem in das Spuleninnere ein bestimmtes Material hineingeschoben wird. Dieses Material wird durch die relative Permeabilität charakterisiert.

Wenn sich im Spuleninneren Vakuum (bzw. Luft) befindet, dann ist \( \mu_{\text r} ~=~ 1 \). Schiebst Du dagegen einen Eisenkern in die Spule hinein, dann kann die relative Permeabilität den Wert 300 bis sogar 10000 betragen. Dadurch wäre das Magnetfeld um den Faktor 300 bis 10000 verstärkt.

Magnetische Feldkonstante

Einheit
Magnetische Feldkonstante ist eine Naturkonstante und tritt immer dann auf, wenn Magnetfelder im Spiel sind. Sie hat den Wert:\[ \mu_0 ~=~ 4\pi \cdot 10^{-7} \, \frac{ \text{N} }{ \text{A}^2 } \]