Der Begriff magnetische Flussdichte \(\boldsymbol{B}\) (gem. DIN
1325) oder magnetische Induktion ist üblich, entspricht aber nicht ihrem physikalischen Inhalt: da sie als Ursache der
Kraftwirkung angesehen wird, entspräche ihr besser der Begriff "`magnetische Feldstärke“ analog zum elektrischen Feld. Aus
historischen Gründen wird die magnetische Feldgröße \(\boldsymbol{H}\) als Feldstärke bezeichnet, ist also eine Quantitätsgröße
(s. Kap. 3.1.4).
In diesem Verständnis von \(\boldsymbol{B}\) liegt eine historisch bedingte Inkonsequenz. Im elektrostatischen Feld
bedeutet der gleichwertige Ausdruck \(Q_{2}/4\pi\varepsilon _{0}r^{2}\) die elektrische Feldstärke \(\boldsymbol{E}\) (materialabhängig,
Wirkungsgröße), die Ursache ist die Verschiebungsflussdichte \(\boldsymbol{D}\) (materialunabhängig).Konsequenterweise müsste \(\boldsymbol{B}\)
als magnetische Feldstärke (materialabhängig) bezeichnet werden, definiert durch \(\boldsymbol{B}=F/({Qv})\). Historisch bedingt wird
aber "`Induktion“ verwendet, weil mit \(\boldsymbol{B}\) eine weitere Wirkung, die Spannungsinduktion, verknüpft ist.
In dieser Bezeichnung verbirgt sich wieder eine
Inkonsequenz. Da sie das Feld erzeugt (Ursache), handelt es sich um eine Erregergröße. Der Name Feldstärke ist so gesehen
irreführend, entstand aber historisch. Wir halten deshalb an ihm fest.
Der Durchflutungssatz stammt von Ampère, er wird deswegen als Ampèresches Gesetz
bezeichnet, auch die Bezeichnung Oerstedsches Gesetz ist üblich. Andrè Marie Ampère, französischer Physiker und
Mathematiker, 1775–1836, Hans Chr. Oersted, dänischer Physiker, 1777–1851, entdeckte 1819/20 das Magnetfeld des elektrischen
Stromes.
Jean Baptiste Biot,
französischer Physiker 1774–1862, Felix Savart, franz. Arzt und Physiker, 1791–1841. Das Gesetz wurde 1820 von Biot
angegeben und 1823 unabhängig davon durch Ampère formuliert.
Leider haben magnetische Polarisierung \(\boldsymbol{J}\) (Dimension Vs/m\({}^{{2}})\) und Stromdichte \(\boldsymbol{J}\)
(Dimension A/m\({}^{{2}})\) das gleiche Formelzeichen.
Die Hysterese wurde von Ch. P. Steinmetz
1892 entdeckt. Ch. P.Steinmetz, deutsch-amerikanischer Ingenieur (1865–1923), er führte die komplexen Größen zur Lösung
von Wechselstromproblemen ein (s. Bd. 3).
Das Symbol \(V\)
dient leider auch zur Kennzeichnung der Dimension Volt oder der im englischen Schrifttum üblichen Bezeichnung der
(elektrischen) Spannung.
\(\boldsymbol{A}\) hat neben der bisherigen Bedeutung als Flächenvektor jetzt auch die des magnetischen Vektorpotenzials, zur
Verdeutlichung durch Index m.
Die Bezeichnung Induktivität entspricht dem
Sprachgebrauch; tritt jedoch in einer Anordnung auch eine Gegeninduktivität auf, so sollte besser Selbstinduktivität gewählt
werden.
Die Induktivität kennzeichnet wie die Kapazität eine Eigenschaft. Inkonsequenterweise wird
sie häufig auch für den Gegenstand (die Spule) verwendet, der diese Eigenschaft besitzt.
Die (historische) Form des Induktionsgesetzes ist die sog. EMK-Form: die
induzierte Spannung tritt als EMK auf (Formelzeichen \(e_{{\mathrm{i}}}\), auch \(u_{{\mathrm{ind}}})\).
Das Induktionsgesetz ist ein Naturgesetz, deshalb erwartet man \(e_{{\mathrm{i}}}=\text{const}\cdot\mathrm{d}\Psi/\mathrm{d}t\), weil zwei wesensverschiedene Größen, Spannung und magnetischer Fluss, verkoppelt werden.Unlogischerweise ist die
Konstante zu 1 gesetzt. Erst dadurch erhält der Fluss die Dimension Spannung und Zeit. So mutet das Induktionsgesetz wie eine
Definitionsgleichung an und sein gesetzmäßiger Charakter tritt äußerlich nicht in Erscheinung. Eine ähnliche Inkonsequenz
steckt im Durchflutungsgesetz.
Das Induktionsgesetzt wurde 1831 gleichzeitig von M. Faraday und J. Henry
entdeckt. Da er seine Erkenntnis jedoch nach Faraday veröffentlichte, gilt Faraday als Entdecker.
Faraday,
ursprünglich Chemiker, baute aufgrund der Erkenntnisse Oersteds
zunächst einen Motor zum Nachweis der Wechselwirkung zwischen Magnetfeld und Strom; 1831 bewegte er einen
kurzgeschlossenen Leiter im Magnetfeld und bemerkte Stromfluss: die Geburt des Generatorprinzips und Induktionsgesetzes.
Im zeitkonstanten, inhomogenen Magnetfeld bemerkt
ein ruhender Beobachter in jedem Punkt \(\partial\boldsymbol{B}/\partial t=0\), ein bewegter Beobachter durchläuft dagegen Punkte mit
verschiedenem \(\boldsymbol{B}\) und erklärt das als zeitveränderliche Flussdichte \(\boldsymbol{B}^{{\prime}}\).
Dabei wurde die Quellenfreiheit der Flussdichte (\(\operatorname{div}\boldsymbol{B}=0\)) beachtet und der Stokessche Satz einbezogen, der ein
Flächenintegral des Vektorfeldes \(\mathrm{rot}\,\boldsymbol{U}\) über eine Fläche umrandet vom Weg \(s\) in ein Linienintegral des Vektorfeldes
\(\boldsymbol{U}\) längs einer geschlossenen Kurve \(s\) umwandelt. Dieser Ansatz wird in der Feldlehre vertieft und kann zum
Grundverständnis des Induktionsgesetzes überlesen werden.
Heinrich
R. Hertz, deutscher Physiker 1857–1894. Er bestätigte 1886 die bereits 1865 von Maxwell vorhergesagten elektromagnetischen
Wellen experimentell an der TH Karlsruhe.
Werner von Siemens,
deutscher Unternehmer, (1816–1892), 1847 Gründung einer Telegrafenbauanstalt, einflussreicher Förderer der
Physikalisch-Technischen Reichsanstalt (heute Physikalisch-Technische Bundesanstalt), beeinflusste maßgebend das Deutsche
Patentgesetz (1876).
Dabei ist vorausgesetzt, dass Flussänderungen nur durch Stromänderungen entstehen, nicht etwa durch
Kopplungsvariation, Kernbewegung oder Luftspaltänderung.