Materialeigenschaften: Dielektrika
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Materialeigenschaften Antwort auf ein magnetisches Feld Inhalt • Definition der magnetischen Permeabilität – Davon abgeleitet: Die magnetische Suszeptibilität • Einige Beispiele zu magnetischen Effekten Die Permeabilität • Materie im magnetischen Feld ändert sich die Feldstärke in Abhängigkeit vom Material • Ein Maß für die Änderung ist die Permeabilität Magnetfeld einer langen Spule n B 0 I l 1T Magnetfeld im Innern der Spule n / l N / lSpule 1/m „Windungszahl pro Meter“ l Spule Windungszahl N=10 Selbst-Induktion an der Spule mit N Windungen U LV I An den Enden der Spule induzierte Spannung 1V Es gilt die Lenzsche Regel! 0 -1 1 Selbstinduktion in einer mit magnetisierbarem Material gefüllten Spule U L I 1V An den Enden der Spule induzierte Spannung Es gilt die Lenzsche Regel! 0 -1 1 Magnetfeld einer mit magnetisierbarem Material gefüllten Spule n B 0 I l 1T Magnetfeld im Innern der Spule n / l N / lSpule 1/m „Windungszahl pro Meter“ l Spule Windungszahl N=10 Spule, gefüllt mit Material der Permeabilität μ L LV 1H LV , L 1H 1 Definition der Permeabilität Induktivitäten einer Spule im Vakuum und einer mit Materie gefüllten Permeabilität der Materie Induktivität einer Spule mit N Windungen LV A 0 N 2 lSpule L A 0 N2 lSpule 1H Induktivität einer Spule „im Vakuum“ 1H Induktivität einer Spule, die mit Material der Permeabilität μ gefüllt ist Spannung bei Strom Änderung U L I 1V Spule gefüllt mit Materie U V LV I 1V Spule im Vakuum U L U V LV 1 Bei konstantem dI/dt ist die an der Spule induzierte Spannung proportional zu μ Versuch zur Permeabilität Induktivit ät einer Ringspule mit Material L Induktivit ät einer Ringspule im Vakuum LV Holz Eise n Versuch • • Induktion in einer Schleife um eine Toroidspule mit 250 Windungen Betrieb mit Sägezahnspannung: 1. Auf Holzring, Sekundärspule 1000 Windungen, Uind =1 Skt. b) 2. Auf Eisenring, Sekundärspule 1 Windung, Uind=12 Skt. 1. Wird der Strom erhöht, dann ist die Strom- Spannungskennlinie nur in der Holzspule linear Die magnetische Suszeptibilität der Permeabilität abgeleitete Größe 1 1 Die magnetische Suszeptibilität Mikroskopische Ursache für den Magnetismus • Atome mit Bahndrehimpuls Kreisstrom • Spin, der Eigendrehimpuls, ist mit einem magnetischen Moment verknüpft Mikroskopische Ursache für den Magnetismus Magnetisches Moment m=A·I • Elektronen mit Bahndrehimpuls erzeugen einen Kreisstrom • Auch der Spin, der Eigendrehimpuls, ist mit einem magnetischen Moment verknüpft Zusammenfassung Materie im magnetischen Feld ändert die Feldstärke in Abhängigkeit vom Material • Permeabilität μ – Quotient der Induktivitäten: Zähler mit Material, Nenner ohne Material – davon abgeleitet: die magnetische Suszeptibilität: χ = μ-1 • Dia- Para und Ferromagnetika unterscheiden sich durch Vorzeichen und Größe der magnetischen Suzeptibilität • Mikroskopische Ursache für den Magnetismus – Elektronen mit Bahndrehimpuls erzeugen einen Kreisstrom und damit ein magnetisches Moment – Auch der Spin, der Eigendrehimpuls der Elektronen, ist mit einem magnetischen Moment verknüpft finis
