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vom 09.01.2019, aktuelle Version,

Magnetische Feldkonstante

Physikalische Konstante
Name Magnetische Feldkonstante
Formelzeichen
Größenart Magnetische Permeabilität
Wert
SI
Unsicherheit (rel.) (Exakt)
Bezug zu anderen Konstanten

Elektrische Feldkonstante
Lichtgeschwindigkeit

Die magnetische Feldkonstante , auch Magnetische Konstante, Vakuumpermeabilität oder Induktionskonstante, ist eine physikalische Konstante, die eine Rolle bei der Beschreibung von Magnetfeldern spielt. Sie gibt das Verhältnis der magnetischen Flussdichte zur magnetischen Feldstärke im Vakuum an. Der Kehrwert der magnetischen Feldkonstanten (mit einem Vorfaktor ) tritt als Proportionalitätskonstante im magnetostatischen Kraftgesetz auf. Im Internationalen Einheitensystem (SI) hat die magnetische Feldkonstante den Wert:

mit den Einheiten Newton (N) und Ampere (A).

Terminologie

Historisch hatte die Konstante verschiedene Namen. Bis 1987 sprach man von der „magnetischen Permeabilität des Vakuums“.[1] Jetzt heißt sie in der Physik und in der Elektrotechnik magnetische Feldkonstante.[2]

Bei ist die magnetische Feldkonstante und die relative Permeabilität.

Zusammenhang mit anderen Naturkonstanten

Aus den Maxwell-Gleichungen ergibt sich im SI ein einfacher Zusammenhang zwischen der magnetischen Feldkonstante, der elektrischen Feldkonstanten und der Lichtgeschwindigkeit :

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 und die Ströme in den Leitern, die Länge der Leiter und deren Abstand zueinander.

Für , und gilt per Definition:

Durch Einsetzen in die Gleichung für die Kraft zwischen den beiden Leitern und Auflösen nach erhält man:[2][3]

Durch die auf der 26. Generalkonferenz für Maß und Gewicht beschlossenen Änderung der Basiseinheiten des SI-Systems erfolgt die Definition des Amperes zukünftig (ab 20. April 2019) auf Basis der Elementarladung und der Definition der Sekunde. Die magnetische Feldkonstante wird somit wieder zu einer mit Messunsicherheit behafteten Messgröße; es gilt allerdings weiterhin .

Die Einheit von kann in verschiedenen SI-Einheiten ausgedrückt werden:

Verwendete Einheiten: H – Henry, m – Meter, V – Volt, s – Sekunde, A – Ampere, T – Tesla, J – Joule, N – Newton, kg – Kilogramm, C – Coulomb.

Einzelnachweise

  1. SUNAMCO Commission: Recommended values of the fundamental physical constants. In: Symbols, Units, Nomenclature and Fundamental Constants in Physics. 1987, S. 52–61, hier S. 54 (englisch, metrology.files.wordpress.com [PDF; 624 kB; abgerufen am 14. August 2018]).
  2. 1 2 Faltblatt: Die gesetzlichen Einheiten in Deutschland. Juni 2015 (ptb.de [PDF; 1,6 MB; abgerufen am 14. August 2018]).
  3. Magnetic constant. In: 2006 CODATA recommended values. NIST, abgerufen am 14. August 2018 (englisch).