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Physikepoche Klasse 11
Elektrizitätslehre
Stromdurchflossener Leiter
Versuch 30 (gerader stromdurchflossener Leiter)
Wir schieben einen geraden Kupferdraht durch ein Blatt Papier und
schließen den Draht an eine Stromquelle an. Auf das Papierblatt streuen
wir Eisenpulver. Die Eisenteilchen ordnen sich ringförmig um den
Kupferdraht an. Bringen wir eine Kompassnadel in die Nähe des
stromdurchflossenen Leiters, so fängt diese an sich zu bewegen.
Aus diesen Beobachtungen können wir schließen, dass sich um einen
stromdurchflossenen Leiter ein magnetisches Feld bildet.
Stromdurchflossene Spule
Versuch 31 (stromdurchflossene Spule)
Wir biegen den geraden Leiter zu einer Spirale (wir sagen auch
Spule), die in der Mitte von dem Papierblatt geteilt wird. Die
Eisenteilchen ordnen sich jetzt zu einem ähnlichen Bild, wie sie
es beim stabförmigen Dauermagneten taten. Jede Wicklung der
Spule baut ein Magnetfeld wie ein gerader Leiter auf. Die
Wirkungen der einzelnen Windungen vereinigen sich zu einem
neuen (resultierenden) Feldlinienbild.
Bringen wir eine Kompassnadel in die Nähe dieser
stromdurchflossenen Spule, so können wie beobachten, dass an
den Enden der Spule ein Nordpol bzw. ein Südpol entstanden
ist. Ändern wir die Stromrichtung, so ändert sich auch Nord- und
Südpol der Spule.
Elektromagnetismus
Eine Magnetnadel erfährt in der Nähe eines elektrischen Stromes eine Kraft. Diese Kraft muss von einem Magnetfeld
stammen, dass mit dem Strom entsteht und nach Abschalten des Stromes wieder verschwindet.
Diese Wirkung des elektrischen Stromes wurde 1820 von Hans Christian Oersted (1777 – 1851) entdeckt.
Jeder elektrische Strom ist von einem Magnetfeld umgeben.
Die Richtung der Kraftwirkung (Feldlinien) ist von der Richtung des Stromflusses abhängig.
Es gilt die Linke-Hand-Regel
Umfasst man den Leiter so mit der linken Hand, dass der
ausgestreckte Daumen in Richtung des Leiters zum Pluspol der
Quelle zeigt, so geben die gekrümmten Finger die Richtung der
Feldlinien an.
Elektromagnetische Feldlinien
Biegt man einen geraden Leiter zu einer
Leiterschleife, dann erhält man das folgende
Feldlinienbild:
Mehrere Leiterschleifen hintereinander bilden eine
Leiterspule. Wir können erahnen, wie sich die
Feldlinien in einer solchen Leiterspule überlagern und
ein neues Feldlinienbild entsteht.
Feldlinien einer Spule
Die Feldlinien einer Spule sind eine Überlagerung
der Feldlinien von vielen Leiterschleifen. Im Inneren
der Spule verlaufen die Feldlinien von Süd nach
Nord wogegen das äußere Feld von Nord nach Süd
zeigt. So haben die Feldlinien einen geschlossenen
Verlauf. Mit der Linken-Hand-Regel können wir den
Verlauf der Feldlinien bestimmen.
Das Magnetfeld einer Spule wird erheblich verstärkt, wenn man einen Eisenkern in das Innere der Spule einbringt. Die
Ursache dieses Phänomens sind die Elementarmagnete im Inneren des Eisens, welche sich auf Grund der magnetischen
Influenz im Feld der Spule ausrichten und dieses dadurch verstärken. (Dieser Vorgang ist analog wie das Dielektrikum in
einem Kondensator.)
Technische Anwendung
Elektromagnet
Elektromagnete haben eine weite Verbreitung in allen Gebieten
der Technik gefunden. Elektromagnete werden zum Heben von
Eisenschrott eingesetzt, Stellmagnete zum Bewegen
mechanischer Teile an fast allen technischen Geräten, in
elektromagnetischen Bremsen und Kupplungen an Fahrzeugen.
Prinzip des Elektromotors
Man kann einen Elektromotor als einen umgekehrten Generator
verstehen. Durch eine auf einen Eisenkern (Anker) gewickelte
Spule fließt ein Strom, der ein Magnetfeld erzeugt. Dieses
Magnetfeld will sich im Magnetfeld des äußeren, feststehenden
Magneten ausrichten und bewegt die Spule mit Anker
entsprechend. Bei geschickter Bauform des inneren Rotors
(Spule, Anker, Stromeinspeisung) und des äußeren Magneten
kommt eine kontinuierliche Drehbewegung zustande. Es gibt eine
sehr große Anzahl von Bauformen von Elektromotoren, die
entsprechend ihres Einsatzes und der verwendeten Stromart sehr
unterschiedlich sein können.
Der Elektromotor - Geschichte
Faraday konnte im Prinzip zeigen, dass sich mit Elektrizität eine fortwährende Bewegung erzeugen lässt.
Der erste technisch brauchbare Elektromotor wurde von dem aus Potsdam stammenden Ingenieur
Hermann Jacobi (1801 – 1874) im Jahre 1834 entworfen.
Auf einer runden, drehbar gelagerten Holzscheibe (dem
Rotor) brachte Jacobi hufeisenförmige Elektromagneten
an. Weitere Elektromagnete befanden sich – dem Rotor
gegenüber – auf einer feststehenden Holzscheibe (dem
Ständer). Sowohl die Elektromagnete des Ständers als
auch die des Rotors waren in Reihe geschaltet. Eine
Batterie diente als gemeinsame Stromversorgung für beide
Kreise. Auf der Rotorachse hatte Jacobi eine Vorrichtung
angeordnet, die als Vorläufer des heute verwendeten
Stromwenders angesehen werden kann.
Für die kostspielige Weiterentwicklung fand Jacobi in Russland Förderer. Am 13. 09. 1838 fuhr auf der Newa in St. Petersburg
ein Schiff, das von einem Jacobi-Motor mit 220W Leistung angetrieben wurde und mit ca. 2,5 km/h eine 7,5 km lange Strecke
zurücklegte. Im Jahre 1839 konnte die Leistung des Motors auf 700 W gesteigert werden, was zu dieser Zeit ein sehr großer
Erfolg war. Ein Problem der frühen Motoren war die elektrische Energiequelle. Jacobi verwandte eine Zink-Platin-Batterie die
besonders teuer war. Der Betrieb von Elektromotoren kostete ca. 25 mal so viel wie der von den damals üblichen
Dampfmaschinen. Der allgemeine Durchbruch der Elektromotoren erfolgte erst mit der Erfindung der Dynamomaschine durch
Werner von Siemens im Jahre 1866.
Die Wirkung sich ändernder Magnetfelder auf Leiter
Wir haben gelernt, dass bewegte Ladungen, was ein Strom ja letzten Endes ist, ein Magnetfeld erzeugen. Wir wollen
nun untersuchen, was passiert, wenn wir einen Leiter durch ein Magnetfeld bewegen oder sich das Magnetfeld
durch den Leiter bewegt.
Versuch 32a (Bewegter Leiter im Magnetfeld)
Wir hängen einen drehbar gelagerten Drahtbügel in das
Magnetfeld eines U-Magneten. Schalten wir den Strom ein,
so wird der Bügel nach innen oder außen, je nach
Flussrichtung des Stromes ausgelenkt. Umgekehrt können
wir eine Spannung messen, wenn wir den Bügel
mechanisch durch das Magnetfeld des U-Magneten
bewegen.
Versuch 32b (Leiter im bewegten Magnetfeld)
Wir lassen einen
Stabmagneten durch
das innere einer Spule
gleiten. An dem an die
Spule angeschlossenen
Voltmeter wird eine
Spannung angezeigt.
Das Magnetfeld des
Stabmagneten bewirkt,
dass in dem Draht der
Spule eine Spannung
(also eine Verschiebung
oder Trennung von
Ladungen) erzeugt wird.
Die elektromagnetische Induktion
Bewegt man ein elektrisch leitendes Material in einem
Magnetfeld oder durchsetzt ein sich bewegendes
Magnetfeld ein elektrisch leitendes Material, so wird in
dem Material eine Spannung induziert d.h. es findet eine
Trennung von Ladungsträger im Leiter statt. Entscheidend
für die Stärke der induzierten Spannung ist die Anzahl
und die zeitliche Änderung der den Leiter durchsetzenden
Feldlinien.
Der englische Forscher Michael Faraday entdeckte 1831 die elektromagnetische Induktion. Durch diese
Entdeckung stand der Weg offen zu neuen leistungsfähigen Spannungsquellen. Es war nun möglich Maschinen zu bauen,
die durch mechanischen Antrieb zu elektrischen Quellen werden.
Wie die Richtung der Kraftwirkungen mit der Richtung des magnetischen Feldes zusammenhängt wird durch die die
Drei-Finger-Regel beschrieben.
Die Drei-Finger-Regel
1. Fall:
Stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld
Zeigt der Daumen der linken Hand in Bewegungsrichtung der
Elektronen und der Zeigefinger in Richtung der magnetischen
Feldlinien, so gibt der Mittelfinger die Richtung der wirkenden
Kraft an .
Daumen
Stromrichtung von Minus nach Plus
Zeigefinger Feldrichtung von Nord nach Süd
Mittelfinger Kraftrichtung
2. Fall:
Bewegter Leiter im Magnetfeld
Zeigen der Daumen der linken Hand in die Bewegungsrichtung des
Leiters (Stromrichtung), der Zeigefinger in die Richtung der Feldlinien
(von Nord nach Süd), dann zeigt der Mittelfinger in die Richtung in die
die negativen Ladungen verschoben werden (Kraftrichtung).
Technische Anwendungen der Induktion
1.
Wir induzieren eine Spannung im Leiter durch die zeitliche Veränderung der
den Leiter durchsetzenden magnetischen Feldlinien
Dreht sich eine Spule in einem Magnetfeld, so entsteht an ihren Enden eine Spannung, die über Schleifkontakte
an zwei Anschlüssen weitergegeben wird. Eine solche Anordnung heißt Generator. Die vom Generator erzeugte
Spannung steigt mit:
- wachsender Drehgeschwindigkeit des Rotors
- wachsender Stärke des Magnetfeldes.
- mit zunehmender Windungszahl und Querschnittsfläche der Spule im Anker
Die Wechselspannung
Eine Spule befindet sich im Feld eines Magneten. Bei der Drehung ändert sich ständig der Winkel zwischen der Ebene
ihrer Windungen und den magnetischen Feldlinien. Entsprechend ändert sich auch der Anteil des Magnetfeldes, der die
Spule in der wirksamen Richtung durchsetzt. Diese Änderung induziert eine Spannung an ihren Enden. Durch die Drehung
des Ankers wechselt die Richtung der induzierten Spannung ständig. Es entsteht eine Wechselspannung in der Spule.
Der Dynamo
Es entsteht auch eine Spannung wenn die Spule fest steht und das Magnetfeld von einem sich drehenden Magneten
stammt. Diese Vorrichtung heißt Dynamo.
Der Fahraddynamo ist eine elektrische Quelle. Durch
das Antriebsrädchen wird in seinem Innern ein Magnet
gedreht. Der zylinderförmige Magnet ist von einer
ringförmigen Spule umgeben. Die Feldlinien des
Magneten bewegen sich nun beim Drehen durch die
Leiter der Spule und induzieren dort eine Spannung.
Schließt man die Enden der Spule zu einem
Stromkreis zusammen, so kann ein Strom fließen und
zum Beispiel eine Glühbirne zum Leuchten bringen.
Der Transformator
2.
Wir induzieren eine Spannung im Leiter durch zeitliche Veränderung der Stärke
und Richtung der Feldlinien
Eie elektromagnetische Spule, die mit Wechselstrom gespeist wird ändert die Stärke und Richtung ständig, in gleicher
Weise wie der Strom der durch die Leiter der Spule fließt. Bringen wir nun eine zweite Spule in die Nähe dieser ersten von
einem Wechselstrom durchflossenen Spule, so wird in dieser zweiten Spule eine Spannung induziert. Schließen wir diese
zweite Spule nun an einen Verbraucher an, dann fließt durch diesen ein Strom.
Diese Beobachtung führte zur Entwicklung des Transformators.
Der Transformator besteht aus zwei Spulen, die sich auf einen
gemeinsamen Eisenkern befinden. Dabei besteht keine
elektrische Verbindung zwischen Eisenkern und den beiden
getrennten Spulen. Die an die Wechselspannung
angeschlossene Spule nennt man Primärspule, die zweite
Spule in der die Spannung induziert wird, heißt
Sekundärspule.
Die Gesetze eines Transformators
Wir wollen herausfinden, welchen
Einfluss die Anzahl der Windungen
der Feldspule (Primärspule), die
Spannung an der Primärspule und
die Anzahl der Windungen der
Induktionsspule (Sekundärspule)
auf die induzierte Spannung in der
Sekundärspule hat.
Versuch 34
Wir stellen uns Transformatoren her bei denen die Primär- und Sekundärspule unterschiedliche Verhältnisse der
Windungszahlen haben. Wir messen jeweils die Spannungen der Primär- und Sekundärspulen.
Schaltbild mit Transformator
Transformatorgleichungen
Aus den Messungen im Versuch 34 können wir folgendes Gesetz ableiten:
U P nP
=
U S nS
Spannung Pr imärspule
Windungszahl Pr imärspule
=
SpannungSekundärspule WindungszahlSekundärspule
Herleitung des Transformatorgesetzes für die Ströme
PPr = U Pr ⋅ I Pr
PPr = PSe
I Pr
N Se
=
⋅ I Se
N Pr
PSe = U Se ⋅ I Se
U Pr ⋅ I Pr = U Se ⋅ I Se
I P nS
=
I S nP
U Se
U Pr ⋅ I Pr
N Se
= U Pr ⋅
N Pr
N Se
= U Pr ⋅
⋅ I Se
N Pr
Strom Pr imärspule
WindungenSekundärspule
=
StromSekundärspule
Windungen Pr imärspule
Energieversorgung von Satteliten
Es gibt Versuche mit Forschungssatelliten, durch Induktion Versorgungsstrom aus dem Erdmagnetfeld zu
gewinnen. Diese Satteliten ziehen eine lange (bis 20km) Leiterschleife hinter sich her. In dieser Leiterschleife
wird beim durchfliegen der Feldlinien des Erdmagnetfeldes eine Spannung bis zu 5000Volt induziert. Es
können Ströme bis 1 Ampere fließen.
Es werden aber sehr hohe technische Anforderungen an das Kabelmaterial gestellt (Masse, Reißfestigkeit).
Solche Satteliten müssen sich mit einer möglichst großen Geschwindigkeit relativ zur Erdoberfläche bewegen
Der Wechselstromkreis
Im Gleichstromkreis hatten wir die Pole einer Gleichspannungsquelle unter Einbezug von Verbrauchern zu einem
Gleichstromkreis verbunden. Die Ladungsträger flossen vom negativen Pol zum positiven Pol der Spannungsquelle.
Im Wechselstromkreis verhält es sich genau so, nur das die Flussrichtung der Ladungsträger sich ständig ändert. Es
fließt ein so genannter Wechselstrom.
Im Wechselstromkreis gelten die gleichen Gesetze wie im Gleichstromkreis mit der Besonderheit, dass sich Spannung
und Strom zeitlich ändern.
Unser Stromnetz
Erzeugung von Strom
Verteilung des Stromes
Verbrauch des Stromes
Wärmekraftwerke
In Wärmekraftwerken wird durch verbrennen eines fossilen Wärmeträgers oder durch die Erwärmung von radioaktiven
Brennstäben Wasserdampf oder heiße strömenden Verbrennungsgase erzeugt. Die heißen Gase oder der erhitzten
Wasserdampf werden in eine Turbine eingeleitet. Die Turbine erzeugt eine Drehbewegung und treibt einen
Stromgenerator an der elektrischen Strom erzeugt.
Kohlekraftwerk
Zur Erzeugung einer KWh werden im Weltdurchschnitt 410g Steinkohle benötigt und in Deutschland 300g
Dampfturbine Prinzip
Der Dampf wird gegen die Schaufeln der Turbinenräder geleitet, die sich wie Windmühlenflügel drehen – bis 3000 mal in
der Minute. An der Turbinenachse sind Dynamomaschinen angekoppelt, die dann ihrerseits elektrischen Strom
erzeugen. Hinter der Turbine wird der Dampf im sogenannten Kondensator kondensiert, also wieder in seine flüssige
Form überführt. Das kondensierte Wasser wird dann über eine Pumpe mit hohem Druck wieder in den Dampferzeuger
eingespeist. Damit ist der Betrieb einer Dampfturbine ein Kreisprozess
Stromverteilung
Ein dichtes Netz von Leitungen und
Umspannanlagen verbindet
Kraftwerke und Verbraucher. Dieses
Leitungsnetz ist, den Aufgaben
entsprechend, in verschiedene
Spannungsstufen gegliedert:
Der Generator liefert eine Spannung
von 10kV – 60kV. Diese vom
Kraftwerk bereitgestellte Spannung
wird in bis zu 5-Transformationsstufen zum Verbraucher geleitet.
Die Höchstspannungsnetze der 380- und 220-kV-Ebene dienen der weiträumigen Übertragung und dem
Stromaustausch mit dem Ausland (Europäisches Verbundnetz).
Hochspannungsnetze mit 110-kV-Leitungen übernehmen die regionale Stromverteilung. Es folgen Mittelspannungsnetze zwischen 1 kV und 60 kV.
Bei der Stromübertragung geht aus physikalischen Gründen ein kleiner Teil des Stroms als Netzverluste verloren. Vor
allem durch hohe Übertragungsspannungen, zusätzliche Umspannstationen und die technische Weiterentwicklung der
Transformatoren konnten die Verluste kontinuierlich verringert werden. Die stufenweise Abspannung des Stroms
besorgen Umspannwerke und - auf der letzten Stufe zur Niederspannung hin - Netzstationen. Die Umspannwerke
enthalten neben Transformatoren auch Schalt- und Messeinrichtungen. Die enormen Spannungen und Stromstärken
erfordern dabei besondere technische Vorkehrungen. Zum Beispiel werden die Transformatoren trotz ihrer relativ
geringen Verluste so warm, dass sie gekühlt werden müssen und sich meistens in einem Ölbehälter befinden. Die
Kontakte der Leistungsschalter zur Unterbrechung des Stromflusses müssen mit Druckluft auseinander getrieben
werden. Der dabei entstehende Lichtbogen wird gekühlt und mit Hilfe eines Gasgemischs zum Erlöschen gebracht.
Stromverbrauch
Welt Stromverbrauch ab 1900
Welt-Strom Verbrauch
Stromverbrauch [TWh]
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
1880
1900
1920
1940
1960
Jahr
1980
2000
2020
Selbstinduktion
Wird der Stromfluss durch eine Spule unterbrochen, dann bricht das die Spule umgebende elektromagnetische Feld
zusammen. Nun ist die Spule selbst einem sich ändernden Magnetfeld ausgesetzt. Es wird eine Spannung induziert als
Deren Folge ein Strom fließt, der versucht das verschwindende Magnetfeld aufrecht zu halten.
Dieser „selbst induzierte Strom“ wirkt sich in Stromkreisen mit starken Spulen (Induktivitäten) oft sehr störend aus.
Es entstehen Stromstöße, die empfindliche Bauteile des Stromkreises zerstören können.
Lenzsche Regel
Alle durch eine Änderung des magnetischen Flusses induzierten Spannungen sind stets so gerichtet, dass
die von ihnen hervorgerufenen Ströme die Ursache der Induktion zu hindern versuchen.
Oder mit anderen Worten:
Der induzierte Strom ist immer so gerichtet, dass sein Magnetfeld der Induktionsursache entgegenwirkt.
Versuch zur Selbstinduktion
Versuch 35
Die Versuchsschaltung besteht aus einer Parallelschaltung von einem Widerstand und einer Spule, die je noch einmal
mit einem Lämpchen in Reihe geschaltet sind. Der Widerstand, der möglichst den selben Widerstandswert haben sollte
wie die Spule bewirkt, dass der Strom in beiden Teilen der Parallelschaltung gleich ist, also sich halbiert. Wenn der
Strom in der ganzen Parallelschaltung gleich ist, leuchten die beiden Lämpchen gleich hell.
Wird der Schalter umgelegt, fängt das Lämpchen, das in Reihe mit dem Widerstand geschaltet ist sofort an zu leuchten,
während das Lämpchen, das in Reihe zu Spule geschaltet ist, erst mit einiger Verzögerung anspringt. Wenn sich die
Spule also einem größer werdenden Magnetfeld aussetzt, entsteht in ihr ein Strom, der ein Magnetfeld erzeugt, das das
stärker werdende Magnetfeld schwächt. Umgekehrt wird, wenn das Ursprungsmagnetfeld schwächer wird in der Spule
ein Magnetfeld erzeugt, das das Ursprungsmagnetfeld verstärkt.
Der induzierte Spulenstrom, der das Gegenmagnetfeld erzeugt, fließt entgegen der Stromrichtung der Spannungsquelle
und kann so das aufleuchten der Glühbirne verzögern.
Folgen der Selbstinduktion
Der Skin-Effekt
Eine Wechselstrom in einem Stromleiter erzeugt ein wechselndes Magnetfeld und durch Selbstinduktion einen
so genannten Wirbelstrom im Leiterquerschnitt. Der induzierte Wirbelstrom verringert den Strom im Zentrum
und erhöht ihn im äußeren Bereich des Leiters. Man kann zeigen, dass sich der hauptsächliche Stromfluss auf
eine Haut (Skin) einer bestimmten Dicke beschränkt. Diese Dicke ist proportional zur Wurzel des spezifischen
Widerstandes des Materiales. Aus dieser Erkenntnis heraus ist die Idee entstanden, ein Stromkabel aus vielen
dünnen Einzelleitern aufzubauen (Litze).
Elektromagnetischer Schwingkreis
Ein elektrischer Schwingkreis ist eine Baugruppe aus einer Spule und
einem Kondensator. Wenn der Kondensator geladen ist und von der
Stromquelle getrennt wir fliest ein Strom über die Spule, bis der
Kondensator entladen ist. Der Strom erzeugt in der Spule ein Magnetfeld.
Haben sich die Ladungen ausgeglichen bricht das Magnetfeld in der Spule
zusammen und es entsteht ein Induktionsstrom im Stromkreis, der den
Kondensator wieder auflädt. Nach der Lenzschen Regel ist dieser Strom
dem vorhergehenden entgegengesetzt. Nun beginnt die Entladung des
Kondensators von neuem und in der Spule entsteht wider das Magnetfeld,
aber nun mit umgekehrter Polung.
Ohne Verluste, also im Falle das „R“ Null (supraleitenden Schwingkreises),
würde dieser Vorgang nie aufhören.
Versuch elektromagnetischer Schwingkreis
Versuch 36
Über die Stromquelle laden wir den
Kondensator auf und trennen den
eigentlichen Schwingkreis durch
öffnen der beiden Schalter von der
Spannungsquelle ab.
Wir beobachten den Spannungsverlauf im Schwingkreis mit einem Oszilloskop
Hertzscher Dipol
Biegt man die Kondensatorplatten des Schwingkreis-Kondensators auf und verkleinert sie zu einer
Spitze und reduziert gleichzeitig die Spule des Schwingkreises auf einen geraden Leiter, so erhält
man letztendlich einen „verkümmerten“ Schwingkreis mit sehr geringer Kapazität und sehr
geringer Induktivität. Solch einen Schwingkreis nennt man Hertzschen Dipol. Heinrich Hertz war
der erste Forscher der mit solch einem Dipol elektromagnetische Wellen erzeugen konnte. Bringt
man einen zweiten Dipol in das Feld des ersten (Sender) so wird dieser (Empfänger) zum
schwingen angeregt. Moduliert man die elektromagnetischen Wellen, so kann man damit
Informationen übertragen (Radio, Fernsehen, Mobil Telefone).
Heinrich Rudolph Hertz
(1857-1894)
Ausbreitung
elektromagnetischer
Wellen von einem
Dipol aus
In dem Bild sind die Feldlinien des
elektromagnetische Feldes dargestellt, die sich
um einen Hertzschen Dipol bilden, ablösen und
in den Raum hinauswandern.
Die vom Dipol abgelösten Wellen halten sich
durch gegenseitige Induktion aufrecht.
Eigenschaften Elektromagnetischer Wellen
Dem Physiker Maxwell (1831 - 1879) ist es gelungen, die Phänomene
elektrische und magnetische Felder in einem weitreichenden
Gleichungssystem den Maxwelschen Gleichungen miteinander zu
verknüpfen. Mit diesen mathematischen Gleichungen konnte er
voraussagen, dass wandernde Magnetfelder wandernde elektrische
Felder zur Folge haben, und umgekehrt. Dadurch halten sich die beiden
Feldarten gegenseitig am Leben; die elektromagnetische Welle kann sich
also immer weiter ausbreiten, auch wenn der Dipol schon gar nicht mehr
schwingt.
Maxwell hatte damit schon die Existenz Elektromagnetischer Wellen
vorhergesagt, bevor sie H. Hertz Jahre später experimentell im Labor
erzeugen konnte. Dies ist ein glänzender Beweis für die fruchtbare
Zusammenarbeit von Physik und Mathematik.
James Clark Maxwell
(1831 – 1879)