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Published in:
2015 | OriginalPaper | Chapter
15. Magnetismus und elektrische Ströme
Authors : Matthias Bartelmann, Björn Feuerbacher, Timm Krüger, Dieter Lüst, Anton Rebhan, Andreas Wipf
Published in: Theoretische Physik
Publisher: Springer Berlin Heidelberg
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Kapitelvorwort
Wie lassen sich die Methoden der Elektrostatik auf die Magnetostatik übertragen?
Was unterscheidet magnetische Dipole von elektrischen?
Was ist Magnetisierung?
Warum schweben Supraleiter über Magneten?
Was ist eine magnetische Flasche?
Wie wird Strom erzeugt?
Wie wird elektrische Energie zum Verbraucher transportiert?
Wie schon in der Elektrostatik sind in vielen Anwendungen Polarisationseffekte der Materie zu berücksichtigen, die sich als Magnetisierung manifestieren. Diese kann – im Gegensatz zur Elektrostatik, wo Polarisation immer zu einer Abschwächung des elektrischen Feldes führt – sowohl abschwächend als auch verstärkend wirken. Extreme Verstärkungen treten durch das Phänomen des Ferromagnetismus auf, der entscheidenden Anteil an der technischen Bedeutung von Magnetismus hat.
Schrittweise werden wir in diesem Kapitel dann auch inhärent dynamische Situationen betrachten. Neben den Feldgleichungen werden wir insbesondere die Bewegungsgleichungen von geladenen Teilchen in gegebenen Magnetfeldern studieren, die sich wegen der Lorentz‐Kraft völlig anders verhalten, als man es von konservativen Kraftfeldern gewohnt ist.
Zum Schluss dieses Kapitels werden wir die makroskopische Beschreibung des Zusammenspiels von Materie und elektromagnetischen Feldern auf den uneingeschränkt zeitabhängigen Fall erweitern. Elektrische und magnetische Phänomene können dann nicht mehr getrennt behandelt werden, aber die Struktur der phänomenologischen Maxwell‐Gleichungen ist von gleicher Eleganz wie auf fundamentaler Ebene, auch wenn diese durch Materialgleichungen zu ergänzen sind, damit die Feldgleichungen gelöst werden können.