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Magnetischer-Fluss-Einheiten und Umrechnungen

Rechnen Sie zwischen Weber und Milliweber um und erfahren Sie mehr über Transformatoren- und elektromagnetische Induktionsberechnungen.

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Kurz erklärt: magnetischer-fluss-einheiten und umrechnungen

Magnetischer Fluss ist die physikalische Größe, die die gesamte Menge an Magnetfeld angibt, die durch eine Fläche tritt. Er bildet die Grundlage der elektromagnetischen Induktion -- des Funktionsprinzips von Transformatoren, Generatoren und Elektromotoren.

Im Internationalen Einheitensystem ist die abgeleitete Einheit des magnetischen Flusses das Weber (Wb); für kleinere Werte werden Milliweber (mWb), Mikroweber (µWb) und Nanoweber (nWb) verwendet.

Physikalische Größe
Magnetischer Fluss
Dimensionssymbol
[ML²T⁻²I⁻¹]
Abgeleitete SI-Einheit
Weber
SI-Einheitensymbol
Wb
Grundformel
Φ = B × A (Magnetische Flussdichte × Fläche)

Was ist magnetischer Fluss?

Magnetischer Fluss (Φ) gibt die Gesamtzahl der Magnetfeldlinien an, die durch eine Fläche treten, und ergibt sich aus dem Produkt von magnetischer Flussdichte (B, in Tesla) und der Fläche (A): Φ = B × A.

Magnetischer Fluss misst, 'wie viel' eines Magnetfelds durch eine bestimmte Fläche tritt -- bei gleicher magnetischer Flussdichte tritt durch eine größere Fläche mehr magnetischer Fluss.

Die SI-Einheit des magnetischen Flusses: Weber

Weber ist die abgeleitete SI-Einheit des magnetischen Flusses und wird mit dem Symbol Wb dargestellt; benannt nach dem deutschen Physiker Wilhelm Eduard Weber. 1 Weber entspricht einer gleichmäßigen magnetischen Flussdichte von 1 Tesla, die durch eine Fläche von 1 Quadratmeter tritt.

Die Einheit Weber ist zugleich Bestandteil der Definition der Einheit der magnetischen Flussdichte (Tesla): 1 Tesla = 1 Wb/m² -- dies zeigt den direkten mathematischen Zusammenhang beider Einheiten.

Faradays Induktionsgesetz und magnetischer Fluss

Nach dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion wird in einem Stromkreis eine elektromotorische Kraft (Spannung) induziert, wenn sich der magnetische Fluss in diesem Kreis zeitlich ändert: EMK = -dΦ/dt (das Negative der zeitlichen Änderungsrate des Flusses).

Dieses Prinzip bildet die Grundlage der Funktionsweise von Generatoren (die mechanische in elektrische Energie umwandeln), Transformatoren und Elektromotoren -- bei allen wird durch gezielte Änderung des durch eine Spule tretenden magnetischen Flusses Spannung oder Bewegung erzeugt.

Magnetischer Fluss in Transformatoren

In einem Transformator erzeugt der veränderliche Strom in der Primärwicklung über den gemeinsamen Eisenkern einen veränderlichen magnetischen Fluss; dieser veränderliche Fluss induziert in der Sekundärwicklung eine Spannung.

Das Spannungsübersetzungsverhältnis eines Transformators hängt direkt von der Windungszahl der Primär- und Sekundärwicklung ab, da beide Wicklungen denselben magnetischen Fluss teilen -- das zeigt die zentrale Rolle des magnetischen Flusses in der Transformatorauslegung.

Magnetischer Fluss und das Lenzsche Gesetz

Das Lenzsche Gesetz besagt, dass die Richtung eines induzierten Stroms stets der Änderung des magnetischen Flusses entgegenwirkt, die ihn verursacht hat; dies ist eine natürliche Folge des Energieerhaltungssatzes bei der elektromagnetischen Induktion.

Dieses Prinzip wird in vielen praktischen Anwendungen genutzt, von Induktionskochfeldern bis zu magnetischen Bremssystemen (in manchen Zügen und Schnellaufzügen) -- der sich ändernde magnetische Fluss erzeugt über entgegenwirkende Ströme einen kontrollierten Widerstands- oder Erwärmungseffekt.

Wie wird magnetischer Fluss gemessen?

Magnetischer Fluss wird meist nicht direkt, sondern indirekt berechnet, indem die magnetische Flussdichte (mit einem Gauss- oder Teslameter) gemessen und mit einer bekannten Fläche multipliziert wird.

Spezielle Geräte namens Fluxmeter können die Änderung des durch eine Spule tretenden magnetischen Flusses direkt durch Integration messen; dies wird besonders bei der Qualitätsprüfung von Magneten und der Verifikation von Magnetkreisen eingesetzt.

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EinheitSymbolLeitfaden
WeberWbÖffnen
MilliwebermWbÖffnen
MikroweberµWbÖffnen
NanowebernWbÖffnen

Quellen

  1. BIPM: The International System of Units (SI Brochure)
  2. NIST: Guide for the Use of the International System of Units

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