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Die magnetische Durchflutung wird auch als magnetische Spannung V bezeichnet.

Definition der magnetischen Durchflutung für Abschnitte mit konstanter magnetischer Erregung:

Formel M.1: Abschnittsdurchflutung für Bereiche mit konstanter Feldstärke

Die Einheit der magnetischen Durchflutung ist ein Ampere [A].

Man kann sich die D. als magnetfelderzeugende zentrale "Kraft" vorstellen.
Definition der Durchflutung

Formel M.2: Definition der Durchflutung

Genau wie sie der Spannung im elektrischen Stromkreis gegenübersteht, gibt es analog zur elektrischen Feldstärke E [V/m] die magnetische Feldstärke (oder auch magnetische Erregung) H [A/m] im Magnetkreis.

Abschnittsweise Durchflutungen in Bereichen mit unterschiedlichem magnetischen Widerstand verhalten sich zur Gesamtdurchflutung wie elektrische Spannungen an einem Spannungsteiler zur Gesamtspannung. (Durchflutungssatz)

Aus dem Durchflutungssatz wird klar, daß die Durchflutung bei Spulen mit mehreren Windungen stufenweise mit der Windungszahl steigt.
Der selbe Strom wird dabei immer wieder aufsummiert.

Siehe auch:

Die magnetische Erregung H ist ein Maß für die Verursachung einer magnetischen Flußdichte.

Andere Bezeichnungen für diese Größe sind magnetische Feldstärke und Magnetisierung, falls es um die durch den Polarisierungszustand eines Materials verursachte Feldstärke geht.

Sie wird in A/m gemessen und ist daher sowohl von dem fließenden Strom als auch von der geometrischen Anordnung des elektrischen Leiters, sowie der Verteilung der magnetischen Werkstoffe abhängig.

Die E. steigt durch die Summierung der Wirkungen bei gleichem Strom linear mit der Windungszahl. Das folgt aus dem Durchflutungssatz, der dazu dient die Verteilung der magnetischen Erregung anhand des fließenden Stroms zu bestimmen. Sie ist genau wie die Induktion eine ortsabhängige, gerichtete Größe. Der Zusammenhang zwischen E. und Induktion wird durch die Formel
Formel: magnetische Erregung H

Formel M.3: Magnetische Erregung in Abhängigkeit von der Permeabilität

wiedergegeben.

Daher vergrößert sich in einem Luftspalt des magnetischen Kreises die magnetische Erregung und damit auch die Energie pro Volumen des Magnetfelds ( Hystereseverluste ). Weil das System den Zustand niedrigster Energie annehmen möchte, bildet sich eine Kraft, die den Luftspalt schließen will. Diese Kraft berechnet man auf folgende Weise:
Formel für die Haltekraft

Formel M.4: Kraft die durch ein Feld mit einer magnetischen Erregung H in Luft hervorgerufen wird

Nach Induktionsgesetz und Spannungserzeugungsformel bleibt bei konstanter Spannung an einer Spule der Fluss Φ im Luftspalt nämlich immer gleich und die Stromstärke ändert sich je nach Länge des Luftspalts.

Siehe auch:

Der Fluß Φ ist ein Maß, das den Umfang eines Magnetfelds für eine bestimmte Querschnittsfläche wiedergibt. Der Fluß wird in der Einheit Weber (Wb) gemessen, die einem Vs entspricht. Die Ursache für den Fluß ist eine magnetische Durchflutung Θ, die durch den fließenden Strom verursacht wird. Außerdem ist er abhängig von der Permeabilität des Materials, das er durchquert.

Der Fluß durch eine Fläche wird immer durch Integrieren der Flußdichte in Richtung der Oberflächenormalen dA der Fläche errechnet.
D.h. der Fluß einer Fläche bezieht automatisch nur senkrechte Anteile des Magnetfelds mit ein. Das ist bei allen Formeln zu beachten, in denen er vorkommt. Durch folgende Formel werden diese Verhältnisse wiedergegeben:
Definition des magnetischen Flusses

Formel M.5: Definition des magnetischen Flusses

Daher bezieht man sich, wenn man von einem magnetischen Fluß redet, oft unbewußt auf eine dazugehörige Fläche.
Bemerkenswert ist, daß der Fluß durch abgeschlossene Oberflächen von Körpern wie Würfel oder Kugeln immer 0 ist. ( Feldlinien )

Für Bereiche mit konstanter Flußdichte in Richtung der Oberflächennormalen ergibt sich Φ = B *A

Das Induktionsgesetz erklärt den Zusammenhang zwischen zeitlicher Änderung des Flusses und induzierter Spannung.
( Spannungserzeugungsformel )

Siehe auch:

Als magnetische Flußdichte, magnetische Induktion, magnetische Kraftflußdichte, oder in dem entsprechenden Kontext magnetische Polarisation J bezeichnet man die Dichte der Wirkung des Magnetfelds pro Flächeneinheit. In Formeln wird hierfür ein B verwendet.

Den Betrag dieser Größe kann man sich als abhängig von der Anzahl der Feldlinien pro Flächeneinheit vorstellen.
magnetische Flußdichte

Formel M.6: Magnetische Flußdichte in Abhängigkeit von magnetischer Erregung und Permeabilität

Die F. gibt aufgrund ihrer Vektornatur Aufschluß über die Stärke und Richtung der magnetischen Einwirkung auf einen bestimmten Ort. Sie wird in der Einheit Vs/m² gemessen, die mit Tesla (T) bezeichnet wird. Früher war die Einheit ein Gauss, was 0,0001 Vs/m² entspricht. Wenn man die F. über eine die Eisenquerschnittsfläche eines Transformators integriert bekommt man den wirkenden magnetischen Fluß als Ergebnis.

Siehe auch:

Die magnetische Verkettung Ψ hat die selbe Einheit wie der Fluß. Sie läßt sich anstelle des Flusses in das Induktionsgesetz einsetzen.

Die V. beschreibt einen Fluß, der auf mehrere Windungen einwirkt, die den Fluß in bezug auf die Induktionswirkung verketten, weil sie in Reihe geschaltet sind. Diese Verkettung wird in die Größe mit einbezogen.

Formel M.7: Definition der Magnetischen Flußverkettung

Man kann auch darauf verzichten die Verkettung mit einem eigenen Formelzeichen zu definieren und stattdessen direkt N * Φ in die entsprechenden Formeln einsetzen.

Obwohl die vom Fluß durchsetzte Fläche nicht kreisförmig sondern schraubenförmig ist, kann mit dem Faktor N gerechnet werden, sofern der betrachtete Fluß senkrecht durch die Spule tritt (was nicht der Fall ist, wenn das Feld von der Spule selbst erzeugt wird.
Induktivität).

Die Senkrechten der Fläche stehen zwar immer etwas schräg zur Längsrichtung, aber die Fläche ist auch insgesamt größer als entsprechende Kreisflächen, so daß das Ergebnis das selbe ist.

Siehe auch:

Der magnetische Widerstand R_m entspricht dem mit N² multiplizierten Kehrwert der Induktivität, die durch N² geteilt gleich dem magnetischen Leitwert ist. N bezeichnet dabei die Anzahl der auf den betrachteten Kern aufgebrachten Windungen.

Der magnetische Widerstand bezieht sich also nicht auf die Windungszahl, sondern beschreibt nur den Kern einer elektrischen Maschine.
Formel: magnetischer Widerstand

Formel M.8: Definition des magnetischen Widerstands R_m

Die Einheit von Rm ist daher A/Vs. Der Wert gibt an, wieviel magnetische Durchflutung man braucht, um einen bestimmten Fluß zu erzeugen.

Der W. eines Kerns kann aus seiner magnetischen Länge l_m und der Permeabilität des Kernmaterials errechnet werden. Bei der Verwendung unterschiedlicher Materialien können die magnetischen Widerstände, bzw. bei Paralellschaltung, die Leitwerte der einzelnen Stränge addiert werden, vorausgesetzt sie verhalten sich linear wie ohmsche Widerstände. Ziel bei der Konstruktion eines Transformators ist es, einen möglichst geringen magnetischen Widerstand des Kerns zu erreichen.

Siehe auch: