Das Magnetfeld um einen geraden Leiter

Das Magnetfeld um einen geraden Leiter
Versuch: Die Stärke des magnetischen Feldes um einen graden, stromdurchflossenen Leiter
wird in Abhängigkeit von Stromstärke und Abstand zum Leiter gemessen.
Ergebnis:
B0 ~ I und B0 ~ 1/r
B0 ~ I/r
=>
=>
B0 = k  I/r
=> B0   0  I
2 r
k = 2  10-7 Vs/Am =  0
2
Die magnetische Feldstärke B im Abstand r von einem langen, geraden, vom Strom
 I
I durchflossenen Leiter mit kleinem Querschnitt hat den Betrag B0  0 
2 r
Ampere’sches Gesetz:


 B  ds
 0  n  I
Das über einen geschlossenen Weg gebildete Linienintegral der magnetischen
Feldstärke ist gleich dem Produkt aus der magnetischen Feldkonstante µ0 und der
auf dem Weg umlaufenen Ströme.
Spulen
Ampere’sches Gesetz für Spulen:
B  l = µ0  n  I
=> B = µ0  n  I/l
Feld im Leiter
Wie verläuft die Stärke des magnetischen Feldes innerhalb eines Leiters in
Abhängigkeit von r?
a: Durchmesser des Leiters
r: Abstand vom Mittelpunkt des Leiters
Für den Strom, der innerhalb des Radius r fließt, gilt bei gleichmäßiger Stromdichte:
I(r) = ITot  r²/a²
=>
=>
B(r ) 
0
2
I 
r
 r
a2
=> B  ds   0  I  r ²

a²
die Stärke des Magnetfeldes nimmt linear ab
nicht-senkrechte Bewegung im Feld
Tritt ein Elektron schräg in ein magnetisches Feld ein, so beschreibt es
eine Spiralbahn entlang der Feldlinien.
Diese Eigenschaft wird unter anderem dazu benutzt, sehr heiße Gase
aufzubewahren, da sie sich nicht mehr in festen Behältern lagern lassen.