Magnetische Flussdichte & Feldstärke – Definition, Unterschied & Messung
Inhaltsverzeichnis zum Thema Magnetische Flussdichte und Feldstärke
Magnetische Flussdichte – Definition
Die magnetische Flussdichte ist ein Maß für die Dichte der magnetischen Feldlinien, die eine Fläche
durchdringen, gibt also Auskunft darüber, wie stark ein Magnetfeld ist. Da es im Magnetfeld keine Probeladungen wie im elektrischen Feld gibt, ist es gar nicht so einfach, Magnetismus zu messen. Daher wird zur Definition die elektromagnetische Kraftwirkung auf eine bewegte Ladung oder einen stromdurchflossenen Leiter verwendet.

Ein Leiterstück der Länge wird von einem Strom der Stärke
durchflossen. Wenn sich das Leiterstück nun senkrecht in einem Magnetfeld der Flussdichte
befindet, wirkt darauf eine zu den Feldlinien und dem Leiterstück senkrechte Kraft
.
Dabei lassen sich folgende Gesetzmäßigkeiten feststellen:
Bei gleichem Magnetfeld und gleicher Leiterlänge ist die Kraft proportional zur Stromstärke
.
Bei gleichem Magnetfeld und gleicher Stromstärke ist die Kraft proportional zur Leiterlänge
.
Damit ist es sinnvoll, mit diesem Experiment ein Maß für die Stärke des Magnetfelds festzulegen.
Die Flussdichte ist demnach definiert als:
Man spricht aufgrund der magnetischen Flussdichte oft vom -Feld, wenn man das Magnetfeld meint.
Magnetische Flussdichte – Einheit
Die Einheit der Flussdichte ist
(Tesla)
Die Einheit der Flussdichte ist benannt nach Nikola Tesla (1856–1943), einem im heutigen Kroatien geborenen amerikanischen Erfinder, Physiker und Elektroingenieur.
Magnetische Flussdichte – Vektor
Die magnetische Flussdichte ist ein Vektor, der in Richtung der Magnetfeldlinien zeigt.
Formal korrekt lässt sich der Zusammenhang, den wir zur Definition der Flussdichte benutzt haben, wie folgt schreiben:
Durch das Vektorprodukt wird berücksichtigt, dass es sich bei der magnetischen Flussdichte um eine gerichtete Größe handelt und dass auch die Ausrichtung des stromdurchflossenen Leiterstücks eine Rolle spielt. Denn auf der Länge des Vektors
durchdringen Stromfluss und Magnetfeld einander. Damit ist diese Formel auch dann gültig, wenn die magnetischen Feldlinien nicht senkrecht zur Stromrichtung im Leiter verlaufen und das Magnetfeld inhomogen ist.
Magnetischer Fluss – Formel
Der magnetische Fluss gibt an, wie viele Feldlinien insgesamt die Fläche
durchdringen. Handelt es sich um ein homogenes Magnetfeld mit konstanter magnetischer Flussdichte
, dann ergibt sich der magnetische Fluss
als Produkt aus Feldliniendichte und Fläche, wenn die Feldlinien die Fläche senkrecht durchdringen.
Für inhomogene magnetische Felder oder gekrümmte Flächen ist die Verwendung eines Integrals nötig.
Magnetischer Fluss – Einheit
Die Einheit des magnetischen Flusses ist Weber .
Magnetische Feldstärke – Definition und Formel
Zwischen magnetischer Feldstärke und magnetischer Flussdichte
besteht der folgende Zusammenhang:
Dabei ist die magnetische Feldkonstante oder absolute Permeabilitätskonstante und
die magnetische Permeabilitätszahl bzw. relative Permeabilitätskonstante.
Die magnetische Permeabilität ist ein Maß dafür, wie gut ein Material das Magnetfeld weiterleitet. Die Permeabilität hat keine Einheit.
Die magnetische Feldkonstante ist .
Die Einheit der magnetischen Feldstärke ist:
Magnetische Flussdichte & Feldstärke im Vergleich
Beide Größen eignen sich zur Beschreibung der Stärke von Magnetfeldern, da sie direkt proportional zueinander sind. Die Bezeichnungen sind historisch entstanden. Gerade im Schulzusammenhang ist die Flussdichte die gebräuchlichere Größe. Es gibt sogar Lehrwerke, die magnetische Feldstärke nennen.
Magnetische Flussdichte & Feldstärke einer lang gestreckten Zylinderspule
Oft wird eine lang gestreckte, luftgefüllte Zylinderspule betrachtet.

Wir bezeichnen die Anzahl der Windungen mit , die Länge der Spule mit
. Wenn sie nun von einem Strom der Stärke
durchflossen wird, gilt:
Entsprechend gilt für die magnetische Feldstärke:
Hier wird für ein Wert von
(für Luft) angenommen.
Magnetische Flussdichte & Feldstärke eines Drahts
Um einen stromdurchflossenen Draht bildet sich ein Magnetfeld aus konzentrischen Feldlinien.
Wenn ein Strom der Stärke fließt, dann ist die magnetische Flussdichte im Abstand
vom Draht:
Entsprechend gilt für die magnetische Feldstärke:
Magnetische Flussdichte & Feldstärke – Formeln zum Magnetfeld
Hier sind noch einmal alle wichtigen Formeln zum Vergleich der magnetischen Flussdichte & Feldstärke zusammengefasst:
Flussdichte ![]() |
Feldstärke ![]() |
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Definition | ![]() |
![]() |
Draht | ![]() |
![]() |
Spule | ![]() |
![]() |
Häufig gestellte Fragen zum Thema Magnetische Flussdichte & Feldstärke