Eigenschaften elektrischer und magnetischer Felder Die Maxwellschen Gleichungen Inhalt • Zusammenfassung der Eigenschaften statischer und dynamischer elektrischer und magnetischer Felder in den „Maxwellschen Gleichungen“ Ursachen der Feldstärken • Elektrisch: – Statische Anordnung von Ladungen – Zeitliche Änderung von Magnetfeldern • Magnetisch: – Bewegte Ladungen – Zeitliche Änderung von elektrischen Feldern Themen der Elektrostatik Themen der Elektrodynamik Eigenschaften statischer Felder Maxwellsche Gleichungen für zeitlich konstante Felder „Ladungen sind die Quellen „Es gibt keine magnetischen des elektrischen Feldes“ Einzel-Ladungen “ Q E dA e Oberfläche E dA „Satz von Gauß-Ostrogradski“ 0 B dA 0 m Oberfläche B dA Das Faradaysche Induktionsgesetz B ds dA E d E ds BdA dt Krfl. G . W eg Maxwellsche Gleichung für die Induktion des elektrischen Feldes Abbildung für dB/dt>0 1V Ein zeitlich veränderliches magnetisches Feld erzeugt ein elektrisches Wirbelfeld (bei zunehmender mag. Feldstärke Drehsinn „links“, bei abnehmender „rechts“, Lenzsche Regel) Ursache eines Magnetfelds I ds B Maxwellsche Gleichung für das Magnetfeld dA E ds B d B ds 0 I 0 0 EdA dt Krfl. G . W eg dE/dt>0 1 Tm Strom oder ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld erzeugt ein magnetisches Wirbelfeld (bei zunehmender el. Feldstärke Drehsinn „rechts“, bei abnehmender „links“) Grundlagen der Elektrizitätslehre Ladungen CoulombGesetz Gaußs. Gesetz Statisch Feldstärken Elektrisches Feld Elektrisches Feld Faraday: Indukt. E-Feld Dynamisch Amp. Durchfl. Strom Maxwell: Indukt. B-Feld Magnetisches Feld Zusammenfassung • Maxwellsche Gleichung für statische Felder – Ladungen sind Quellen elektrischer Felder • – • Äquivalent zum Satz von Gauß-Ostrogradski Es gibt keine magnetischen Einzelladungen Maxwellsche Gleichung für Magnetfelder – Bewegte Ladungen (Ströme) erzeugen ein magnetisches Wirbelfeld • – • Äquivalent zum Ampèreschen Durchflutungsgesetz Ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld erzeugt ein magnetisches Wirbelfeld Maxwellsche Gleichung für veränderliche elektrische Felder – Ein zeitlich veränderliches magnetisches Feld erzeugt ein elektrisches Wirbelfeld • Äquivalent zum Faradayschen Induktionsgesetz finis Anwachsende elektrische Feldstärke Induzierte magnetische Feldstärke Abklingende elektrische Feldstärke