Elektromagnet: Knoten im Hirn

Hallo,
die Formel zur Berechung der magnetischen Flussdichte ist vielleicht hinlänglich bekannt:
Feldstärke H = I * n / l
Flussdichte B = μ * H
Mit B wird ja gemeinhin eine sog. Magnetstärke angegeben. Einheit ist Tesla.
Irgendwie fehlt mir aber noch das Bauchgefühl, wie man nun einen starken von einem schwachen Magneten unterscheiden kann.
Die Feldstärke hängt ja nur vom Strom, Windungszahl und in gewissem Umfang von der Spulengeometrie ab.
Die Dichte erhöht sich mit geeignetem Kernmaterial.
Wie aber passt das zusammen mit einem Permanentmagneten, der z.B. eine "Stärke" von 1 Tesla haben soll?
Wie definiert sich ein Elektromagnet, der "genauso stark" wie dieser Permanentmagnet sein soll?
Wie berechne ich den überhaupt, da beim klassischen Elektromagnet das ja einfach ein "Eisenkern" (z.B. μ = 10 000 * 1,257 * 10^-6 Vs / Am) mit einer Spule von vielleicht 1000 Windungen und einem Strom von 1 Ampere sein mag - wo aber der Luftanteil hinzu kommt.
Und die Querschnittsfläche taucht ja weder bei der sog. Feldstärke noch der sog. Flussdichte auf - da brauche ich ja schon den magnetischen Fluss Φ = B * A als weitere Hilfsgröße.
Was unterscheidet dann den kleinen Elektromagnet der Türklingel vom großen Elektromagneten auf dem Schrottplatz, wie werden die beiden charakterisiert?
Schönen Gruß Martin
f'up dsie
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Also schrieb Martin Trautmann:

Und damit hast Du Dir die Frage selber beantwortet: ein starker Magnet hat einen großen magnetischen Fluss. Denk mal nach... ein kleiner Magnet mit geringem Querschnitt hat bei gleicher Flussdichte eben weniger "Kraft" als ein dicker Magnet/Spule.

Anhand des magn. Flusses, offensichtlich.
Ansgar
--
*** Musik! ***

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On Mon, 10 May 2010 12:33:41 +0200, Ansgar Strickerschmidt wrote:

Die Begriffe "Dichte" und "Stärke" deuten eben auf eine wahrnehmbare Größenordung hin, wobei der Begriff "Fluss" beim Magnetfeld schon sperrig genug ist.

Und wer gibt den an? supermagnete.de nennt beispielsweise nur eine Masse als Maß der Stärke (z.B. ein Kugelmagnet mit 0,5 g Gewicht und einer "Stärke" von 500 g).
Gibt es Hersteller, die Φ benennen? Wie groß ist Φ bei einem Schrottplatz-Magneten?
Schönen Gruß Martin
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Am 10.05.2010 12:09, schrieb Martin Trautmann:

Du schriebst es bereits. Die Kenngröße eines Magneten ist der Fluss. Hat man z.B. einen Stabmagneten so läuft der gesamte Fluss durch seine Querschnittsfläche genau zwischen Nord- und Südpol. Legt man eine unendlich große Durchtrittsfläche außerhalb um den Magneten herum so erhält man ebenfalls den gesamten Fluss. Das Feld ist stark inhomogen und nimmt mit der Entfernung ab. Daher wird eine ortsabhängige Flussdichte B=dΦ/dA eingeführt.
Um Magnete zu vergleichen könnte man, sofern man B(x,y,z) kennt, über die Energiedichte w(x,y,z)=B^2/(2*μ) durch Integration über den gesamten Raum die Feldenergie berechnen und dann vergleichen.
Man könnte ebenso versuchen die magnetischen Potentiale A zu vergleichen. B(x,y,z)=rot(A)
Magn. Felder wirken auf bewegte Ladungen über die Lorentzkraft. F=q*v x B
Und sie üben auf andere magnetische Dipole Drehmomente aus. M=m x B
Ansonsten sind zwei Magnete nach Außen gleich, wenn sie in jedem Raumpunkt dieselbe Flussdichte besitzen.
Maximilien
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On Mon, 10 May 2010 13:24:04 +0200, Roland Franzius wrote:

Hallo Roland,
danke für die Vorlesung zum Thema Magnetismus, aber...

Bringt uns der Umweg über die Lorentzkraft etwas?

Ob eine Spule mit nur einer Windung hier brauchbare Geometrieverhältnisse liefert, das ist vermutlich akademisch, ebenso wie deine Berechnung.
Wie kommst du z.B. auf H = 1 A/m? 1000 A * 1 / 1 mm ergibt den Wert. Aber wie kommst du auf die Annahme, l würde 1 mm betragen? Damit würde sich die mittlere Feldlinienlänge ja im Inneren des Drahtes befinden.
Nehmen wir vielleicht besser eine Spule der Länge 10 cm - l dürfte dann länger als 20 cm sein, nehmen wir also vielleicht mal 0.5 m an, je nachdem ob die Spule größeren oder kleineren Durchmesser hätte.
H bei 1000 Windungen, 1 A, 0.5 m : H = 2000 A/m
Deine Formel oben bleibt mir lückenhaft.
Nehmen wir also an: B = μ0 * H = 4 π 10^-7 Vs / Am * 2000 A/m = 8 π 10^-3 Vs/ m^2 = 8 π mT

Mit μ_r = 1000 kommt man bei obiger Rechnung schon auf 8 π T - liegt also wohl schon erheblich über der Sättigung von Eisen.
Auch da habe ich aber den Knoten im Hirn, dass hier kein Querschnittswert eingeht, wenn man von pauschal max. 1 T im Eisenkern ausgeht.

Im einfachsten Fall also die Fläche selbst.

Hier wird's mir zu abgehoben - ich suche etwas anschauliches, um einen Elektromagneten mit einem Permanentmagneten gleicher Stärke zu vergleichen.

Europa-Rekord liegt bei unter 90 T - was auch immer das bedeuten möge. Wie gesagt, mir fehlt da die Veranschaulichung, was diese Größen überhaupt bedeuten.
Schönen Gruß Martin
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Versuch es mal mit Fingergefühl.

Was soll da nicht passen?

In der Physik über die Feldstärke. Laienmässig durch die gefühlte Kraft.

Zum Berechnen gibt es empirische Formeln, welche sich auf die Theorie stützen.

--
Selber denken macht klug.

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