Magnetisches Feld (B-Feld)

Das Video beginnt mit einer Einführung in die Feldlinienbilder des magnetischen Feldes und zeigt Beispiele wie das eines Stabmagneten mit seinen Nord- und Südpolen. Es wird erläutert, dass Feldlinien immer im Norden beginnen und im Süden enden. Ein Vergleich zum elektrischen Feld wird gezogen.

Neben Stabmagneten werden Hufeisenmagnete vorgestellt, deren Magnetfeld innerhalb des Hufeisens homogen ist. Es wird betont, dass die Dichte der Feldlinien die magnetische Feldstärke anzeigt. Zudem wird erklärt, dass gleiche Pole sich abstoßen und unterschiedliche Pole sich anziehen. Die Funktion eines Kompasses und das Erdmagnetfeld werden als anschauliches Beispiel herangezogen.

Die physikalisch messbare magnetische Flussdichte wird mit B abgekürzt und das Feld daher auch B-Feld genannt. Die Beziehung zur magnetischen Feldstärke H wird durch die Formel B = μ₀ * μᵣ * H dargestellt, wobei μ₀ eine Naturkonstante und μᵣ eine materialabhängige Größe ist. Die Lorentzkraft (F_L = B * I * L) wird eingeführt, welche die Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld beschreibt. Die Drei-Finger-Regel der rechten Hand wird zur Bestimmung der Richtung der Lorentzkraft erklärt.

Der Hall-Effekt wird anhand eines stromdurchflossenen Leiters in einem senkrecht stehenden Magnetfeld erklärt. Die Lorentzkraft bewirkt eine Ladungsträgertrennung, die ein elektrisches Feld und somit eine elektrische Kraft erzeugt. Daraus resultiert ein Kräftegleichgewicht, das zur Berechnung der Hall-Spannung führt. Dieser Effekt ermöglicht die Messung der magnetischen Flussdichte.