Level 4 setzt das Wissen über die Vektorrechnung, (mehrdimensionale) Differential- und Integralrechnung voraus. Geeignet für fortgeschrittene Studenten.
Magnetfeld entlang der z-Achse (gleiche Stromrichtung) - Helmholtz-Spule
Magnetfeld
\( B \) Einheit \( \text{T} \)
Magnetfeld auf der Symmetrieachse, also entlang der \(z\)-Koordinate. Damit das Magnetfeld zwischen den Spulen einigermaßen homogen ist, muss der Abstand \(d\) und der Radius \(R\) gleich sein.
Feldpunkt
\( z \) Einheit \( \text{m} \)
Ortskoordinate \(z\) gibt den Ort an, an dem das Magnetfeld \(B(z)\) herrscht.
Abstand
\( d \) Einheit \( \text{m} \)
Abstand beider Helmholtz-Spulen.
Elektrischer Strom
\( I \) Einheit \( \text{A} \)
Elektrischer Strom entlang einer Helmholtz-Spule. In beiden fließt betragsmäßig gleicher Strom. Damit diese Formel funktioniert, muss der Strom in beiden Spulen in die gleiche Richtung fließen.
Windungszahl
\( N \) Einheit \( - \)
Spulenwicklungen. Bei \(N\) Wicklungen geht der Strom \(N\) mal die Spule entlang statt nur ein Mal.
Magnetische Feldkonstante ist eine Naturkonstante und tritt immer dann auf, wenn Magnetfelder im Spiel sind. Sie hat den Wert \( \mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7} \, \frac{ \text{N} }{ \text{A}^2 } \).
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