Elektromagnetismus

Sobald ein Leiter vom Strom durchflossen wird, ist er von einem Magnetfeld umgeben. Diese Entdeckung hat um 1820 der Physiker Oersted gemacht. Je höher die Stromstärke ist, desto stärker ist das magnetische Feld.
Die Polarisierung des Feldes hängt von der Stromrichtung ab und kehrt sich bei Änderung der Stromrichtung um.

Umfasst man den Leiter mit der rechten Hand, sodass der Daumen nach oben gerichtet in Stromrichtung zeigt, geben die Finger die Richtung der magnetischen Feldlinien an.

Legt man zwei Leiter parallel zueinander und lässt den Strom bei beiden in gleicher Richtung fließen, so ziehen sich beide Leiter an (Siehe Definition der Stromstärke).

Spulen

Wenn man den Leiterdraht zu einer Spule aufwickelt, erhöht sich die Kraft des magnetischen Feldes, da sich alle Felder der Leiterstücke addieren.

An der Seite, an der die magnetischen Feldlinien die Spule verlassen, ist der Nordpol, an der Seite, an der sie eintreten ist der Südpol.

Die Stärke des magnetischen Feldes nimmt zu,

  • je mehr Windungen die Spule hat
  • je stärker die Stromstärke ist
  • wenn sich ein ferromagnetischer Kern in ihr befindet (z.B. Weicheisenkern)

Wenn man die Spule mit einem Eisenkern verwendet, werden bei fließendem Strom alle magnetischen Elementarbezirke in Richtung des elektromagnetischen Feldes ausgerichtet. Schaltet man den Strom ab, verliert das Eisen den Großteil seines Magnetismus. Der Rest, der zurückbleibt, heißt remanenter Magnetismus. Lässt man ein hartmagnetisches Material für längere Zeit bei Gleichstrom in der Spule, richten sich die magnetischen Elementarbezirke so einheitlich aus, dass selbst nach Abschalten des Stromes immer noch genug Magnetismus bleibt, um auf diese Weise Dauermagnete herzustellen.
Es gilt:
H = I * N / L

H: magnetische Feldstärke (Einheit 1 A/m)
I: Stromstärke
N: Windungszahl
L: Länge der Spule

Auch bei Spulen kann die Richtung des Magnetfeldes mit der rechten Hand festgestellt werden: Umfasst man die Spule so, dass die Finger in Wicklungsrichtung zeigen, dann zeigt der Daumen in Richtung des Magnetischen Feldes.