Ampèresches Gesetz

Das Ampèresche Gesetz ist ein Gesetz, das Teil der 4 der Gleichungen von Maxwell ist und das Biot-Savart-Gesetz ersetzt. Dieses Gesetz ermöglicht es, das Magnetfeld mithilfe von elektrischen Strömen zu berechnen . Es wurde 1826 von André Marie Ampère entdeckt und basiert auf dem Zusammenhang zwischen der Stärke des elektrischen Stroms und dem von ihm erzeugten Magnetfeld.

Im Gegensatz zu elektrischen Feldern sind magnetische Feldlinien nicht konservativ, d. h. die Zirkulation in einer geschlossenen Linie ist nicht null. Wenn die Richtung, in der die Ströme zirkulieren, mit der Richtung des Oberflächenvektors übereinstimmt, ist sie positiv. Umgekehrt wird es als negativ angesehen, wenn die Richtung entgegengesetzt ist.

Formel zur Bestimmung des Magnetfelds

Durch das Ampèresche Gesetz lässt sich das durch den Strom erzeugte Magnetfeld mit Hilfe der folgenden Formel bestimmen.

Einerseits stellt das erste Integral, d.h. der linke Teil der Formel, die Zirkulation dar, die sich in den Feldlinien in ihrer geschlossenen Trajektorie befindet. Dl bezieht sich auf den Tangentenvektor des ausgewählten Pfades an jedem Punkt und die rechte Seite der Formel bezieht sich auf:

• μ0 = Permeabilität im Vakuum
• IT = die Nettostromintensität

Das Ampèresche Gesetz wurde von Maxwell korrigiert, da er erkannte, dass sich Magnetfelder ebenso wie elektrische Ströme mit der Zeit verändern. Die aktualisierte Formel lautet also wie folgt:

J = Ladestrom

dS =Vektor, der in jedem Punkt senkrecht auf der Oberfläche steht

Anwendungen für das Ampèresche Gesetz

Mit dem Ampèreschen Gesetz kann man das magnetische Feld ausmachen:

• Ein leitender Draht

• Ein zylindrischer Draht mit Radius

• Eine Magnetspule

Dieses Gesetz kann für Elektromagnete, Generatoren, Transformatoren und Motoren verwendet werden.

Anwendungen bei einer Magnetspule

Das von André Marie Ampère entdeckte Gesetz kann auf eine Magnetspule angewendet werden, um das Magnetfeld in seinem Inneren zu bestimmen. Dieses Magnetfeld ist proportional zum angelegten Strom und zur Anzahl der Windungen pro Länge. Der Elektromagnet ist eine Anwendung, bei der wir dieses Gesetz deutlich sehen können, da das Magnetfeld gleich der Summe der Magnetfelder dieser Spirale ist und dies mit dem Ampèreschen Gesetz berechnet werden kann.

Sie kann nicht nur auf Magnete, sondern auch auf Toroide angewendet werden.