Toroid / Ringspule

Toroid / Ringspule
R: Radius des Ringes
für r < a :
B=0
für r > b :
B=0
für a < r < b :
n: Windungsanzahl
a: Radius Innenseite
b: Radius Außenseite
=> feldfrei da keine Ströme
=> feldfrei da Stromsumme = 0, wegen entgegengesetzter Richtungen

1
 B(r )  0  I 
 B  ds   0  n  I  B(r )  2    r   0  n  I
2
r
Anwendung:
-
Tokamak-Reaktor für Kernfusion zum
Teilcheneinfluss
-
Ringkerntrafos (Primär und Sekundärspule übereinander)  keine Streufelder  wenig Verluste
Definition der Stromstärke
1A ist die Stromstärke, bei der 1m lange Teilstücke zweier unendlich langer Leiter im Abstand 1m die
Kraft 210-7 N aufeinander ausüben.
Materie im magnetischen Feld
Versuch: Magnetische Flussdichte B eines Eisenkerns einer Spule in Abhängigkeit vom Spulenstrom I:
Die Stärke des Magnetfeldes ist mit Kern wesentlich (bei
Eisen etwa 4000fach) höher als ohne.
Zuerst steigt das induzierte Magnetfeld linear mit der
Stromstärke an. Die Kurve flacht jedoch mehr und mehr
ab, bis der Sättigungswert erreicht ist und sie nicht mehr
weiter steigt. Schaltet man nun den Strom ab, so bleibt
trotzdem noch eine Restmagnetisierung zurück. Diese
nennt man Remanenz. BR Die Stromstärke muss erst einen
gewissen Wert in Gegenrichtung betragen, bevor die
Magnetisierung wieder vollständig aufgehoben ist.
Die Fläche unter zwischen den beiden Kurven ist ein Maß für die Verluste, die bei der Ummagnetisierung
auftreten.
B0 : Magnetfeld der Spule ohne Kern
B : Magnetfeld mit Kern µr : Permeabilitätszahl µr = B/B0