Magnetismus A - Z

Gauß und Tesla

Gauß und Tesla sind verschiedene Maßeinheiten für die magnetische Flussdichte. Es gilt 10 000 Gauß = 1 Tesla. Oft wird einfach die Stärke eines Magnetfeldes in Tesla angegeben, was formal nicht ganz richtig ist, da die magnetische Flussdichte etwas anders definiert ist als das Magnetfeld. Gauß war ein Mathematiker des 19. Jahrhunderts, der 1831 dazu beigetragen hat, das Magnetometer zur Messung von Magnetfeldstärken zu entwickeln. Tesla war ein Physiker des 19./20.Jahrhunderts, der sich sehr breit mit Elektromagnetismus beschäftigt hat.
Die magnetische Flussdichte, welche in der Physik durch den Buchstaben B abgekürzt wird, wird in den Einheiten Gauß bzw. Tesla gemessen. Dabei gilt: 10 000 Gauß = 1 Tesla. Ein magnetisiertes ferromagnetisches Material wird zu einem Magneten, dessen Stärke durch die Remanenz beschrieben wird. Somit sind Gauß und Tesla auch die Einheiten der Remanenz eines Permanentmagneten.
Die Einheit Gauß ist eine aus den natürlichen oder grundlegenden Einheiten im sogenannten "cgs System" zusammengesetzte Einheit für die magnetische Flussdichte. Das cgs- System benutzt als grundlegende Einheiten unter anderem die Längeneinheit cm, die Masseneinheit Gramm (g) und die Zeiteinheit Sekunde (s). Entsprechend ist die Einheit Tesla die Einheit der magnetischen Flussdichte im heute gültigen SI – System. Im SI-System werden statt Gramm Kilogramm, statt Zentimeter Meter und ebenfalls die Sekunde für die Zeitmessung verwendet.
Da die magnetische Feldstärke und damit die magnetische Flussdichte aus der Kraft zwischen bewegten Ladungen berechnet werden kann, ist die Einheit Gauß bzw. Tesla selbst keine grundlegende Einheit. Es gilt der Zusammenhang
\( 1 T = 1\frac{N}{A \cdot {m}}\)
1 Tesla ist also ein Newton pro Ampere und pro Meter. Dies bedeutet, dass 1 Tesla genau derjenigen magnetischen Flussdichte entspricht, die auf einen Leiter von 1 Meter Länge, durch den 1 Ampere Strom fließt, exakt 1 Newton Anziehungskraft ausübt. (Aufgrund der magnetischen Wirkung des Stroms im Leiter).
Die magnetische Feldstärke H kann aus der magnetischen Flussdichte B bestimmt werden. Dazu muss die magnetische Flussdichte B durch die Permeabilität des Materials μ und die Permeabilität des Vakuums μ0 dividiert werden:
\( H = \frac{1}{\mu\mu_0}\cdot {B}\)
Oftmals findet man in der Literatur auch die Einheit Tesla als Maß für die Magnetfeldstärke. Dies ist jedoch nicht ganz richtig. Wie erwähnt, sind Gauß und Tesla die Einheiten der magnetischen Flussdichte und die magnetische Feldstärke selbst wird im SI System in der Einheit Ampere pro Meter (A/m) bzw. Oersted (1 Oersted = 79,577 A/m) angegeben.
Die Einheiten Gauß und Tesla der magnetischen Flussdichte wurden zu Ehren des Mathematikers Johann Carl Friedrich Gauß bzw. des Erfinders und Ingenieurs Nikola Tesla nach deren Namen benannt.

Informationen zu J.C.F. Gauß

Johann Carl Friedrich Gauß (1777 – 1855) war nicht nur Mathematiker, sondern ein vielfach interessierter Mann, der auf den Gebieten der Mathematik, der Astronomie und der Physik herausragende Entdeckungen machte. Am bekanntesten ist die von Gauß entdeckte "Gaußsche Glockenkurve", welche in der Statistik auch als Normalverteilung bezeichnet wird. Die Normalverteilung beschreibt physikalisch richtig die Verteilung von zufälligen Messwerten. Erst 1831 hat Gauß dazu beigetragen, das Magnetometer zu entwickeln, ein Messgerät für Magnetfeldstärken. Er hat auch zur Erfindung des ersten elektromagnetischen Telegraphen beigetragen. Gauß entwickelte mit dem Physiker Weber zusammen das cgs- Einheitensystem.

Informationen zu Nikola Tesla

Nikola Tesla (1856 – 1943) war ein Elektroingenieur, der Zeit seines Lebens zahlreiche Erfindungen auf dem Bereich der Wechselstromtechnik gemacht hat. Er hat unter anderem dazu beigetragen, dass die Wechselstromtechnik zur Energieübertragung im heutigen Stromnetz verwendet wird und nicht eine Gleichstromtechnik, wie sie von Edison entwickelt worden war. Zu den Erfindungen Teslas gehören unter anderem der Tesla Transformator zur Erzeugung von Wechselströmen mit hoher Frequenz, der erste Radiosender und die erste Fernsteuerung. Tesla hat Zeit seines Lebens daran gearbeitet, elektromagnetische Energie kabellos durch elektromagnetische Wellen zu übertragen. Dabei hatte er bereits Überlegungen angestellt, die Reflexion der Strahlung an der Erdatmosphäre zu nutzen, um die Energie über weite Strecken entlang der Erdoberfläche zu transportieren.

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