Magnetische Feldkonstante
| Physikalische Konstante | |
|---|---|
| Name | Magnetische Feldkonstante |
| Formelzeichen | ![]() |
| Größenart | Magnetische Permeabilität |
| Wert | |
| SI | ![]() ![]() |
| Unsicherheit (rel.) | (Exakt) |
| Gauß | ![]() |
| Planck | ![]() |
| Bezug zu anderen Konstanten | |
![]() Elektrische Feldkonstante ![]() Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ![]() |
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| Quellen und Anmerkungen | |
| Quelle SI-Wert: CODATA 2010 (NIST) | |
Die magnetische Feldkonstante μ0, auch Vakuumpermeabilität oder Induktionskonstante, ist eine physikalische Konstante, welche eine Rolle bei der Beschreibung magnetischer Felder spielt. Sie gibt das Verhältnis der magnetischen Flussdichte zur magnetischen Feldstärke im Vakuum an. Der Kehrwert der magnetischen Feldkonstanten (mit einem Vorfaktor 4π) tritt als Proportionalitätskonstante im magnetostatischen Kraftgesetz auf. Ihr Wert ist im Internationales Einheitensystem exakt festgelegt:
mit den Einheiten Newton (N) und Ampere (A).
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Terminologie
Historisch hatte die Konstante μ0 verschiedene Namen. Bis 1987 sprach man von der „magnetischen Permeabilität des Vakuums“[1]. Jetzt heißt sie in der Physik magnetische Feldkonstante[2].
Bei μ = μrμ0 ist μ0 die Vakuumpermeabilität und μr die relative Permeabilität.
[Bearbeiten] Zusammenhang mit anderen Naturkonstanten
Die magnetische Feldkonstante steht in einem direkten Zusammenhang mit der elektrischen Feldkonstante ε0 und der Vakuumlichtgeschwindigkeit c, der auch eine Grundlage der Maxwell-Gleichungen ist:
Ebenso gibt es einen direkten Zusammenhang mit dem Wellenwiderstand des Vakuums :Z0:
[Bearbeiten] Wert
Der Wert und die Einheit der magnetischen Feldkonstanten (in SI-Einheiten) ergeben sich aus der Definition des Ampere als Einheit der Stromstärke. Im Vakuum gilt für die Kraft auf zwei parallele, stromdurchflossene Leiter:
Hierbei sind I1 und I2 die Ströme in den Leitern, s die Länge der Leiter und d deren Abstand zueinander.
Für
N,
und
gilt per Definition:
Durch Einsetzen in die Gleichung für die Kraft zwischen den beiden Leitern und Auflösen nach μ0 erhält man[2][3]:
Die Einheit von μ0 kann in verschiedenen SI-Einheiten ausgedrückt werden:
Verwendete Einheiten: H - Henry, m - Meter, V - Volt, s - Sekunde, A - Ampere, T - Tesla, N - Newton, kg - Kilogramm.
[Bearbeiten] Andere Einheitensysteme
In den verschiedenen Varianten des CGS-Einheitensystems wird
als dimensionslose Zahl gewählt, wodurch sich Berechnungen der theoretischen Physik durchführen lassen, ohne den Faktor
mitführen zu müssen.
- Im Heaviside-Lorentz-Einheitensystem gilt μ0 = 1
- Im Gaußschen Einheitensystem und elektromagnetischen CGS-System gilt
.
[Bearbeiten] Einzelnachweise
- ↑ SUNAMCO Commission: Recommended values of the fundamental physical constants. In: Symbols, Units, Nomenclature and Fundamental Constants in Physics (das rote IUPAP-Büchlein). 1987, S. 54 (http://www-v2.sp.se/metrology/IUPAP_SUNAMCO/IUPAP%20SUNAMCO%20Commission_files/IUPAP_Red_book_1987/SUNAMCO%20Red%20book%201987/6_Recommended_fundamental_constants_iupap_sunamco_red_book_1987.pdf, abgerufen am 11. August 2007).
- ↑ a b Faltblatt: Die gesetzlichen Einheiten in Deutschland. 2009 (Online Version (PDF-Datei, 84 kB)).
- ↑ Magnetic constant. In: 2006 CODATA recommended values. NIST, abgerufen am 8. August 2007.












![\left[\mu_0\right] = \frac {N}{A^2}
= \frac\text{H} \text{m}
= \frac\mathrm{V\,s} \mathrm{A\,m}
= \frac\mathrm{T\,m} \mathrm{A}
= \frac\mathrm{kg\,m} \mathrm{A^2\,s^2}](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/math/b/a/7/ba79579b3033f859a5cd567cd5bdffc7.png)
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