Physik Elektrodynamik – Magnetfelder
Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 16 Karten · von atrio. Beispiele: Wie wird das Magnetfeld B physikalisch definiert? · Was besagt die Lorentzkr…
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16 KartenWie wird das Magnetfeld B physikalisch definiert?
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Das Magnetfeld B ist ein Vektorfeld, das die magnetische Kraft auf bewegte Ladungen beschreibt: F = q(v × B), wobei q die Ladung und v die Geschwindigkeit ist.
Was besagt die Lorentzkraft für eine Ladung in einem Magnetfeld?
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Die magnetische Lorentzkraft wirkt senkrecht zu Geschwindigkeit und Feldrichtung, leistet keine Arbeit und ändert nur die Bewegungsrichtung, nicht die kinetische Energie.
Wann wirkt auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld eine Kraft?
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Ein Leiter der Länge l mit Strom I erfährt die Kraft F = I(l × B), wenn Stromrichtung und Magnetfeld nicht parallel sind.
Was beschreibt das Biot-Savart-Gesetz?
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Das Biot-Savart-Gesetz berechnet das Magnetfeld dB eines Strom Elements Idl: dB = (μ₀/4π) I(dl × r̂)/r², Integration ergibt das Gesamtfeld.
Wie lautet das Magnetfeld einer unendlich langen geraden Leitung?
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B = μ₀I/(2πr) mit kreisförmigen Feldlinien um den Leiter; die Richtung folgt der rechten-Hand-Regel (Daumen = Stromrichtung).
Was besagt das ampèresche Durchflutungsgesetz in Integralform?
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Die Kurvenintegrale des Magnetfeldes entlang eines geschlossenen Weges gleich μ₀ mal der durchfluteten Stromstärke: ∮B·dl = μ₀I_umschlossen.
Wie ist der magnetische Fluss Φ durch eine Fläche definiert?
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Der magnetische Fluss Φ = ∫B·dA ist das Flächenintegral der Normalenkomponente von B über die Fläche A; Einheit: Weber (Wb).
Was besagt das Faradaysche Induktionsgesetz?
Rückseite
Eine zeitliche Änderung des magnetischen Flusses induziert eine elektrische Spannung: U_ind = -dΦ/dt; das Minuszeichen entspricht der Lenzschen Regel.
Was besagt die Lenzsche Regel zur Induktion?
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Der induzierte Strom richtet sich so ein, dass sein Magnetfeld der Flussänderung entgegenwirkt – energetisch Folge des Energieerhaltungssatzes.
Wie wird die Selbstinduktivität L einer Spule definiert?
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L = Φ/I verknüpft den durch den eigenen Strom erzeugten Fluss mit der Stromstärke; Einheit: Henry (H) = Wb/A = Vs/A.
Welche Energie speichert ein Magnetfeld in einer Spule?
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Die magnetische Feldenergie beträgt W = ½LI² = ½∫(B²/μ₀)dV und ist im Volumen des Feldes verteilt.
Was besagt das gaußsche Gesetz für das Magnetfeld?
Rückseite
∮B·dA = 0 über geschlossene Flächen – es gibt keine magnetischen Monopole, Feldlinien sind immer geschlossen (∇·B = 0).
Wie unterscheiden sich dia-, para- und ferromagnetische Materialien?
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Diamagneten (χ<0) schwächen B ab, Paramagneten (χ>0, klein) verstärken es leicht, Ferromagnete (χ≫0) zeigen spontane Magnetisierung und Hysterese.
Was beschreibt die Hysteresekurve eines Ferromagneten?
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Der Verlauf der Magnetisierung M (oder B) in Abhängigkeit von der Feldstärke H zeigt Remanenz, Koerzitivfeldstärke und Sättigung – Grundlage für Dauermagnete und Transformatoren.
Was ist das magnetische Dipolmoment eines Stromkreises?
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m = I·A (Stromstärke mal umschlossene Fläche, Richtung nach rechter-Hand-Regel); im homogenen Feld wirkt das Drehmoment D = m × B.
Wie wirkt das Hall-Effekt bei Ladungsträgern im Magnetfeld?
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Bewegte Ladungen werden durch Lorentzkraft abgelenkt, es baut sich eine transversale Hall-Spannung U_H = (IB)/(nqd) auf, die Vorzeichen und Dichte der Ladungsträger verrät.