Wir k\u00f6nnen Magnetfelder auf zwei verschiedene Arten analysieren:<\/p>\n
Vektorfeld<\/h3>\n
Wie wir aus der grundlegenden mathematischen Geometrie wissen, muss jeder Vektor sowohl einen Betrag als auch eine Richtung besitzen. Das Magnetfeld erf\u00fcllt diese Bedingung, und deshalb k\u00f6nnen wir es in einer Zeichnung durch ein Gitter mit mehreren Vektors\u00e4tzen darstellen.<\/p>\n
Jeder einzelne Vektorpunkt muss in eine Richtung zum Kompass zeigen. Die St\u00e4rke der Magnetkraft bestimmt die L\u00e4nge jedes Vektors.<\/p>\n Da sie imagin\u00e4r sind, befinden sie sich um einen Magneten herum. Die Liniendichte des Feldes bestimmt die St\u00e4rke, die es haben kann. Das Magnetfeld ist normalerweise an den Polen sehr stark und wird schw\u00e4cher, je weiter man sich von den Polen entfernt.<\/p>\n Magnetische Felder werden durch die Bewegung bestimmter elektrischer Ladungen, insbesondere von Elektronen, erzeugt. Es ist bekannt, dass sie eine negative Ladung enthalten und dass ihre Bewegung in einer bestimmten Weise Magnetfelder erzeugen kann.<\/p>\n Wir finden diese Magnetfelder in den inneren Strukturen magnetischer Materialien. Man findet solche Felder auch in Dr\u00e4hten, ein Ph\u00e4nomen, das wir Elektromagnetismus nennen.<\/p>\n Die zur Erzeugung von Magnetfeldern verwendeten Magnete sind in der Regel dipolar, d. h. sie enthalten sowohl Nord- als auch S\u00fcdpole.<\/p>\n Magnetische Felder haben bestimmte Eigenschaften und Merkmale, die ihnen eigen sind. Verschaffen wir uns einen allgemeinen \u00dcberblick \u00fcber einige von ihnen:<\/p>\n Es gibt verschiedene M\u00f6glichkeiten, die Magnetfelder zu messen. Dazu geh\u00f6ren:<\/p>\n Mit dem auch als Gaussmeter bezeichneten Ger\u00e4t k\u00f6nnen wir das Magnetfeld einer bestimmten Region messen. Es ist auch in der Lage, die Richtung zu erkennen, in der sich die Magnetfeldlinien bewegen.<\/p>\n Je nach Art des verwendeten Gaussmeters k\u00f6nnen sie verschiedene Prinzipien messen. Ein gutes Beispiel ist ein Gaussmeter, das nach dem Hall-Effekt<\/a> durch Messung der St\u00e4rke eines Magnetfeldes mit Hilfe von Strom.<\/p>\n Andere Magnetometer nutzen den Magneto-Induktions-Effekt. Dadurch k\u00f6nnen sie die Magnetisierungsrate eines Materials quantifizieren, nachdem es einem Magnetfeld ausgesetzt wurde.<\/p>\n Schlie\u00dflich gibt es noch einige, die sich auf den Magnetowiderstandseffekt st\u00fctzen. Sie k\u00f6nnen feststellen, wie ein Material reagiert, indem es seine elektrischen Eigenschaften \u00e4ndert, nachdem es einem Magnetfeld ausgesetzt wurde.<\/p>\n Der Unterschied zwischen diesem Ger\u00e4t und einem Magnetometer besteht darin, dass es die Flussdichte misst. Wie wir wissen, ist der magnetische Fluss die Summe aller Magnetfelder, die durch eine bestimmte Zone gehen.<\/p>\n Es befolgt das Faradays Gesetz der elektromagnetischen Induktion. Es hat eine bewegliche Spule, die zwischen zwei festen Spulen arbeitet, die durch ihre Bewegung eine Spannung induzieren.<\/p>\n Diese Spannungs\u00e4nderung wird von einem Kalibrierungsmessger\u00e4t aufgezeichnet. Dadurch wird das Vorhandensein des Flusses, der in diesem Magnetfeld vorhanden ist, quantifiziert.<\/p>\n Das Internationale Ma\u00dfsystem (auch SI-Einheit genannt) f\u00fcr Magnete ist das Tesla. Diese Einheit kann als die Flussdichte des Magneten oder die St\u00e4rke des Magnetfelds beschrieben werden.<\/p>\n Wir haben auch verschiedene andere Einheiten, die Sie in F\u00e4llen, die sich auf den Elektromagnetismus beziehen, verwenden k\u00f6nnen. Zu diesen SI-Einheiten geh\u00f6ren Gau\u00df, 109 Gamma oder Maxwell.<\/p>\n Dies ist im Grunde der Anteil der magnetomotorischen Kraft, der die Flussdichte in einer Materialeinheit eines Magneten erzeugen kann. Wir k\u00f6nnen sie auch als Magnetfeldintensit\u00e4t bezeichnen.<\/p>\n Um zu wissen, wie stark die erzeugte Flussdichte ist, ben\u00f6tigen wir die so genannte magnetische Feldst\u00e4rke. Die SI-Einheit f\u00fcr diese physikalische Gr\u00f6\u00dfe wird in Ampere pro Meter (A\/m) angegeben.<\/p>\n Wir sollten darauf achten, dass wir die magnetische Feldst\u00e4rke nicht mit der magnetischen Flussdichte verwechseln. Beide Begriffe k\u00f6nnen jedoch verwendet werden, um die magnetische Feldst\u00e4rke auszudr\u00fccken.<\/p>\n Der Hauptunterschied zwischen den beiden ist, dass die magnetische Flussdichte (B) in Newtonmeter pro Ampere (Nm\/A) gemessen wird. Andererseits wird die Magnetfeldst\u00e4rke (H) in Ampere pro Meter (A\/m) ausgedr\u00fcckt.<\/p>\n Wenn man zwei getrennte Magnete zusammenbringt, die sich nicht ber\u00fchren, kommt es zu einer St\u00f6rung der Magnetfeldlinien beider Magnete. Dieses Szenario ist vergleichbar mit dem, was passiert, wenn man verschiedene elektrische Ladungen in die N\u00e4he bringt: Die elektrischen Feldlinien werden gest\u00f6rt.<\/p>\n Wenn man zwei \u00e4hnliche Pole (entweder N und N oder S und S) zusammenbringt, werden sie sich zwangsl\u00e4ufig absto\u00dfen. Dies wiederum f\u00fchrt dazu, dass sich die beiden Pole voneinander wegbewegen.<\/p>\n Wenn man entgegengesetzte Pole zusammenbringt, verbinden sich die Magnetfeldlinien und erh\u00f6hen ihre Dichte an den Polen.<\/p>\n Wir k\u00f6nnen die biologischen Wirkungen von Magnetfeldern in zwei Kategorien einteilen. Sie k\u00f6nnen entweder physikalische Wirkungen oder biologische Wirkungen sein.<\/p>\n Die physischen Auswirkungen treten vor allem dann auf, wenn magnetische Objekte, die in unseren K\u00f6rper implantiert sind oder uns umgeben, von einem Magnetfeld angezogen werden. Zu den implantierten Gegenst\u00e4nden k\u00f6nnen Herzschrittmacher, Organimplantate oder sogar in Knochen geschraubte chirurgische Klammern geh\u00f6ren.<\/p>\n Wenn Sie sich mit solchen Gegenst\u00e4nden in Ihrem K\u00f6rper einem MRT-Ger\u00e4t aussetzen, sind sie im Magnetfeld des Ger\u00e4ts sehr gef\u00e4hrlich. Wenn sich das Ger\u00e4t mit hoher Geschwindigkeit bewegt, neigen die Objekte dazu, sich mit seinem Magnetfeld auszurichten.<\/p>\n Dadurch wird eine Art Drehmoment auf das implantierte Objekt ausge\u00fcbt, das schwere innere Verletzungen verursachen kann. Der Ferromagnetismus solcher Objekte wird in der Regel durch ihre Menge im K\u00f6rper noch verst\u00e4rkt.<\/p>\n Ob statische Felder Krebs verursachen k\u00f6nnen, ist zwar noch umstritten und muss weiter erforscht werden. Die h\u00e4ufige Verwendung von MRT hat jedoch Daten geliefert, die leichte reversible Auswirkungen statischer Felder auf Elektrokardiogramme zeigen.<\/p>\n Dies wird normalerweise durch die Bewegung des Blutes verursacht, das als leitendes Medium mit dem Magnetfeld um das Herz interagiert. Die dadurch verursachten Sch\u00e4den sind jedoch vernachl\u00e4ssigbar und k\u00f6nnen nicht als gro\u00dfes Problem angesehen werden.<\/p>\n Wenn Sie die Richtung, die ein Kompass anzeigt, genau beobachtet haben, werden Sie feststellen, dass sie immer in Richtung Norden zeigt. Alle Kompasse sind mit einem Magneten ausgestattet, und ihre Bewegung wird in der Regel durch ein Magnetfeld beg\u00fcnstigt.<\/p>\n Dies ist ein klares Zeichen daf\u00fcr, dass unsere gesamte Umgebung eine Form von Magnetfeld hat. Dieses Magnetfeld wird von der Erde erzeugt.<\/p>\n Er\u00f6rtern wir einige der M\u00f6glichkeiten, wie dieses Magnetfeld der Erde zustande kommt:<\/p>\n i. Im Kern der Erde herrschen extrem hohe Temperaturen. Das bedeutet, dass sich jedes Mineral wie Eisen, das dort gefunden wird, in einem geschmolzenen Zustand befindet, der unaufh\u00f6rlich erhitzt wird.<\/p>\n Die kontinuierliche Erhitzung solcher Mineralien f\u00fchrt zu einer Konvektion innerhalb der erhitzten Mineralien. Dadurch entstehen Konvektionsstr\u00f6me, die die geladenen Teilchen transportieren und ein Magnetfeld bilden.<\/p>\n ii. Der gr\u00f6\u00dfte Teil der Materie, die die Erdoberfl\u00e4che umgibt, besteht zum gr\u00f6\u00dften Teil aus geladenen Teilchen. Wenn sich die Erde um ihre Achse dreht, drehen sich auch die sie umgebenden Teilchen mit ihr.<\/p>\n Die Bewegung dieser geladenen Teilchen erfolgt normalerweise in kontinuierlichen Stromschleifen. Dies f\u00fchrt zur Erzeugung eines Magnetfelds.<\/p>\n iii. Die Zusammensetzung der Erdatmosph\u00e4re besteht aus verschiedenen Gasen, die ionisiert wurden. Diese Gase rotieren mit der Erde.<\/p>\n Jede Bewegung einer ionisierten Substanz erzeugt definitiv einen elektrischen Strom. Der Effekt ist ein erzeugtes magnetisches Feld.<\/p>\n![\"Vektorfeld\"](\"https:\/\/bemagnet.com\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/Figure-1.Vector-Field.jpg\")
Magnetische Feldlinien<\/h3>\n
![\"Elektrisches](\"https:\/\/bemagnet.com\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/Figure-2.Electric-Field-Around-a-Bar-Magnet.jpg\")
Ursprung der magnetischen Felder<\/h2>\n
Eigenschaften von magnetischen Feldern<\/h2>\n
\n
Messung magnetischer Felder<\/h2>\n
Magnetometer<\/h3>\n
![\"Magnetometer\"](\"https:\/\/bemagnet.com\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/Figure-3.Magnetometer.jpg\")
Fluxmeter<\/h3>\n
Einheit des magnetischen Feldes<\/h2>\n
Magnetische Feldst\u00e4rke<\/h2>\n
Auswirkungen der Zusammenf\u00fchrung zweier Magnetfelder<\/h2>\n
![\"Anziehung](\"https:\/\/bemagnet.com\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/Figure-4.Attraction-and-Repulsion-between-Magnetic-Poles.jpg\")
Biologische Wirkungen von Magnetfeldern<\/h2>\n
Das Magnetfeld der Erde<\/h2>\n
![\"Das](\"https:\/\/bemagnet.com\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/Figure-5.Earths-Magnetic-Field.jpg\")
Magnetische Felder vs. magnetische Kraft<\/h2>\n
![\"Elektrischer](\"https:\/\/bemagnet.com\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/Figure-6.Electric-Generator.jpg\")
![\"Magnetische](\"https:\/\/bemagnet.com\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/Figure-7.Magnetic-Levitation.jpg\")
![\"Elektromagnet\"](\"https:\/\/bemagnet.com\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/Figure-8.Electromagnet.jpg\")