Michael Koch - Grundlagen der Feldtheorie

3.8.1 Beispiel 9. 69

3.8.2 Aufgabe 27. 70

3.9 Magnetische Kreise. 70

3.9.1 Berechnung magnetischer Kreise. 71

3.9.2 Beispiel 10. 72

3.9.3 Einflussgrößen bei magnetischen Kreisen. 74

3.9.4 Aufgabe 28. 77

3.9.5 Vereinfachte Berechnung für konstante Permeabilität 78

3.9.6 Aufgabe 29. 80

3.10 Induktionsgesetz. 81

3.10.1 Bewegungsinduktion. 82

3.10.2 Beispiel 11: Bewegter Leiter – Teil 1. 83

3.10.3 Beispiel 12: bewegter Leiter – Teil 2. 84

3.10.4 Ruheinduktion. 85

3.10.5 Richtungszuordnung der Induktionswirkung. 86

3.10.6 Beispiel 13. 86

3.10.7 Aufgabe 30. 87

3.10.8 Flussverkettung. 87

3.10.9 Richtungszuordnung in der Netzwerkmasche. 88

3.11 Selbstinduktion und Selbstinduktivität 90

3.11.1 Beispiel 14. 91

3.11.2 Aufgaben 31. 92

3.11.3 Aufgabe 32. 92

3.12 Energie im Magnetfeld. 93

3.13 Gegeninduktion und Gegeninduktivität 93

3.13.1 Aufgabe 33. 95

3.13.2 Aufgabe 34. 95

3.13.3 Das Vorzeichen in Maschengleichungen. 96

3.13.4 Aufgabe 35. 99

4 Anhang. 100

4.1 Verwendete Formelzeichen. 100

4.2 Abbildungsverzeichnis. 101

4.3 Tabellenverzeichnis. 102

4.4 Literaturverzeichnis. 103

4.4.1 Skriptum.. 103

4.4.2 Weiterführende Literatur 103

Ein physikalisches Feld ist ein besonderer Zustand des Raumes, der durch physikalische Größen beschrieben werden kann. Nachgewiesen wird ein Feld durch seine Wirkung auf einen Probekörper. Der Probekörper darf dabei das Feld nicht stören und damit verfälschen. Dies ist ein großes Problem bei Feldmessungen.

Felder können wie folgt unterteilt werden.

Physikalische Felder
Skalarfelder	Vektorfelder
Jedem Punkt des Raumes wird eine skalare physikalische Größe zugeordnet	Jedem Punkt des Raumes wird ein Vektor (Betrag und Richtung) zugeordnet.
Beispiel: Temperatur	Beispiel: Elektrisches und magnetisches Feld

Vektorfelder sind komplexer als Skalarfelder. Man muss mit 3 Funktionen statt mit nur einer rechnen.

Manche Vektorfelder lassen sich jedoch aus einem Skalarfeld ableiten. Man kann daher mit dem „einfacheren“ Skalarfeld arbeiten und erst zum Schluss aus dem Skalarfeld das gesuchte Vektorfeld berechnen. Das übergeordnete Skalarfeld nennt man dann ein Potential des Vektorfeldes, das Vektorfeld wird auch als Potentialfeld bezeichnet. Das elektrische Feld lässt sich zum Beispiel aus dem elektrischen Potential ableiten.

Man unterscheidet die folgenden Zeiteigenschaften elektrischer und magnetischer Felder.

Man unterscheidet die folgenden Feldarten

Quellenfelder	Wirbelfelder
Die Feldlinien treten aus den Quellen aus und verschwinden in den Senken. Sie haben Anfang und Ende.	Die Feldlinien sind in sich geschlossen und haben weder Anfang noch Ende
Beispiel: Elektrostatisches Feld	Beispiel: Magnetfeld

Mit zunehmender Komplexität (2-/3-dimensional, Skalar-/Vektorfeld) wird die grafische Darstellung von Feldern schwieriger und erfordert ein zunehmend hohes Maß an Abstraktions- und Vorstellungsvermögen [ 3 ].

Schon in der Gleichstromtechnik [ 1 ] wurden die meisten physikalischen Größen des elektrischen Felds für homogene Felder und stationäre Vorgänge eingeführt. Für den Fall beliebiger Feldverteilungen und zeitveränderlicher Vorgänge bedürfen die beschriebenen Zusammenhänge einer allgemeingültigen Erweiterung. Diese liegt im Wesentlichen darin, dass fundamentale Größen wie Strom, Spannung und Ladung nicht mehr durch einfache Multiplikation, sondern durch Integration berechnet werden müssen.

Tabelle 2-1 Größen des el. Felds

Physikalische Größe		Einheit	Homogen / stationär	Inhomogen / zeitveränderlich
Spannung
Strom
Widerstand
Ladung