Wertes Team,
es geht mir nicht um komplizierte mathematische Herleitungen mithilfe der Maxwell-Gleichungen.
In einem homogenen Magnetfeld einer langen Spule wird in Formelsammlungen und diversen Veröffentlichungen die magnetische Energie mit W=0,5BHV angegeben, wobei V das Volumenelement ist. Es kann auch V=As geschrieben werden, dann ist A das Flächenelement und s ein kleiner Abstand, z. B. Luftspalt in einem Eisenkern.
Die Kraft ist die Ableitung der Energie nach dem Weg, sodass sich F=0.5BHA ergibt. Auch diese Formel ist in Formelsammlungen usw. zu finden, wobei teilweise mit Hmü=B die Formel umgewandelt wird. Für die Polstärke wird in Anlehnung an das Coulomb-Gesetz die magnetische Kraft als F= (4pimü)^-1 * B²*A² / r² oder dem Abstand des Luftspalts angegeben.
In meiner Formelsammlung für Elektrotechnik wird die Haltkraft eines Elektromagneten mit Hufeisenkern mit F=410^5B²*A angegeben. Ich kann nur vermuten, dass die Größe beider Polflächen als A einzusetzen ist.
Wenn ich eine lange Spule mit Eisenkern als Elektromagnet nutzen möchte, wobei nur eine Polfläche magnetisierbares Material anziehen soll, ist dann die Anziehungskraft halb so groß, wie aus der Ableitung F=dW/ds folgt?
Andererseits wird an der Polfläche einer langen Spule mit homogenen inneren Magnetfeld die magnetische Feldstärke als halb so groß wie in der Spulenmitte angesetzt, was mit Helmholz-Spulenpaar im Labor ausgemessen werden kann.
Welche Formel für die magnetische Kraft, ist für ein homogen angenommenes Magnetfeld, die richtige? Mit dem Faktor 0,5, dem Faktor 2, falls beide Flächen wirken müssen, oder gar nur 0,25 für eine Polfläche an Ende einer langen Magnetspule?
Ich hoffe auf eine nachvollziehbare Antwort, meine diversen Recherchen im Internet lieferten kein eindeutiges Ergebnis.
Mit freundlichen Grüßen, D. Mietke