Level 3
Level 3 setzt die Grundlagen der Vektorrechnung, Differential- und Integralrechnung voraus. Geeignet für Studenten und zum Teil Abiturienten.
Formel: Magnetischer Dipol Magnetisches Dipolmoment Elektrischer Strom Fläche
$$\class{red}{\boldsymbol{\mu}} ~=~ \class{red}{I} \, \boldsymbol{A}$$ $$\class{red}{\boldsymbol{\mu}} ~=~ \class{red}{I} \, \boldsymbol{A}$$
Magnetisches Dipolmoment
\( \class{red}{\boldsymbol{\mu}} \) Einheit \( \text{A} \, \text{m}^2 \) Magnetisches Dipolmoment ist ein Maß für die "Stärke" eines magnetischen Dipols. Auf einen magnetischen Dipol wirkt in einem externen Magnetfeld ein Drehmoment, was zur Ausrichtung des Dipols entlang der Magnetfeldrichtung führt.
Der \(\class{red}{\boldsymbol{\mu}}\)-Vektor zeigt in die gleiche Richtung wie der Flächenorthogonalenvektor \(\boldsymbol{A}\).
Elektrischer Strom
\( \class{red}{I} \) Einheit \( \text{A} \) Strom (also el. Ladung pro Zeiteinheit) entlang eines geschlossenen ebenen Pfads (Stromschleife). Zum Beispiel ein Strom entlang eines metallischen Rings.
Fläche
\( \boldsymbol{A} \) Einheit \( \text{m}^2 \) Fläche, die von einer Stromschleife umschlossen wird. Bei einem Ringstrom ist \( A = \pi \, r^2 \), wobei \( r \) der Radius des Rings ist. \(\boldsymbol{A}\) ist ein Vektor, der definitionsgemäß orthogonal auf der Fläche steht. Seine Richtung ist durch die Rechte-Hand-Regel und die technische Stromrichtung festgelegt.