Feldstärke einer langgestreckten Spule

Hier können Sie kostenlos und ohne viel Aufwand die Feldstärke einer langgestreckten Spule berechnen lassen. Geben Sie dazu unten einfach nur die Stromstärke, die Anzahl der Windungen sowie die Länge der Spule ein.

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Eine langgestreckte Spule, auch als Solenoid bezeichnet, ist mit einem Magnetischen Feld umgeben. Langgestreckt bedeutet,das die Spulenlänge größer ist, als der Spulenradius. Um das Magnetfeld einer Spule zu verstärken, gibt man sehr oft geeignetes Material, beispielsweise ferromagnetische Stoffe wie Nickel oder Eisen in das Innere der Spule. Dadurch wird das Magnetfeld stärker Nickel hat eine relative Permeabilität von bis zu 1000 ?r und Eisen sogar bis 5000 ?r. Hat man Kenntnis über das Magnetfeld vieler stromdurchflossener Drähte kann man auch die magnetische Feldstärke einer Spule ermitteln. Wird das Feld einer langen Zylinderspule gemessen ist durch den Spulendraht der Betrag der Feldstärke proportional zur Stromstärke. Eine Zylinderspule ist eine Spule, wo eine Drahtwicklung auf einem Zylindermantel liegt, und gegenüber dem Zylinderdurchmesser verhältnismäßig dünn ist. Sie sind für hohe Frequenzen beziehungsweise für hohe Eigenresonanzfrequenzen ideal geeignet sowie für hohe Spannungen und größere Abmessungen.

Berechnung der Feldstärke

Zur Berechnung der Feldstärke einer langgestreckten Spule benötigt man die Stromstärke und die Anzahl der Windungen sowie die Länge der Spule.

Das Magnetfeld im Innenleben einer langgestreckten Spule ist homogen. Ist die Stromrichtung bekannt wird die Orientierung des Feldes mit der Rechten-Faust-Regel berechnet.

Im inneren der langgestreckten luftgefüllten Spule befindet sich die Flussdichte und folgende Formel gilt:

B = ?0 x (I x N)/l oder B = ?0 x I x N

das heißt : Magnetische Feldkonstante mal (Stromstärke mal Windungsdichte) geteilt durch Spulenlänge oder Magnetische Feldkonstante mal Stromstärke mal Windungszahl die Änderungen der Spannung und der Kraft der Spule, die sich aus der zeitlichen und räumlichen Energie ergibt lässt sich linear mit folgender Formel berechnen so lange keine Sättigung auftritt: N= H x l / I
also Magnetische Feldstärke mal Länge der Spule geteilt durch Stromstärke in Ampere

Bei gleich bleibender Stromstärke und konstanter Windungszahl ist das Magnetfeld der Spule abgeschwächt, umso länger die Spule ist jedoch bei gleicher Windungszahl.
Das bedeutet, dass die Feldstärke um ein Vielfaches größer ist. Ist die Windungsdichte der langgestreckten Spule sehr groß lässt sich der Term als Gesamtstrom auffassen. Die Proportionalität zum Gesamtstrom geht aus dem Biot-Savart’schen Gesetz hervor, das einen Zusammenhang zwischen der magnetischen Feldstärke und der elektrischen Stromdichte her stellt.