Magnetfeld erzeugen ohne elektrisches Feld (Allgemein)

dlsasv , Samstag, 16.01.2010, 17:02 (vor 5948 Tagen) @ H. Lamarr

Genau. In der Mitte ist das induzierte Feld Null und wächst nach außen hin an. Deswegen "wurden die Zellen aus den zentralen und peripheren Bereichen der Petrischalen miteinander verglichen."

Also mir ist das noch immer zu kompress. Anscheinend haben sie ein "Bild" der Versuchsanordnung vor Augen, das mir gänzlich fehlt.

"In der Mitte" von was? Oder anders gefragt: Wie wurde die Spule um die Petrischale gewickelt?

Da sind vier (quadratische) Spulen übereinander und darinnen hat ein "mehrgeschossiges" Gestell Platz, auf dessen Ebenen jeweils vier Petrischalen passen. Normalerweise fallen also die Mittelachse der Spulen und die Mittelpunkte der Petrischalen nicht zusammen (so klar war mir das am Mittwoch auch nicht ).

Wieso "induziertes Feld", werden durch Felder nicht eher Ströme in Leitern induziert?

"In der Mitte ist das induzierte Feld Null und wächst nach außen hin an" => Sie meinen damit das E-Feld?

Ja, das E-Feld. Nicht nur Ströme können "induziert" werden. Man spricht ja auch von "Induktionsspannung", und die Ursache einer elektrischen Spannung ist immer ein elektrisches Feld. Dabei muss nicht mal ein Leiter anwesend sein (siehe z.B. an prominenter Stelle). Was cassandra hingeschrieben hat, ist gerade das Induktionsgesetz in "Differentialform".

Wenn sich das Magnetfeld einer Spule ändert, dann entsteht also ein elektrisches Wirbelfeld, das so aussieht:

Das Magnetfeld steht senkrecht zur Zeichenebene; das E-Feld wird nach außen hin stärker (wie die länger werdenden Pfeile andeuten)

Stellt man eine mit Flüssigkeit gefüllte Petrischale in die Mitte, dann ändert das am E-Feld nichts:

Normalerweise wird ja das E-Feld in einem Dielektrikum abgeschwächt. Der Grund dafür ist, dass sich, wenn die E-Feldlinien eine Grenzfläche schneiden, Überschussladungen auf der Oberfläche bilden, die ein entgegengesetztes E-Feld erzeugen. Hier sind die Feldlinien aber parallel zu den Oberflächen, daher bleibt das E-Feld unbeeinflusst.

Jetzt noch kurz der Grund, warum das E-Feld auch dann noch in der Mitte der Petrischale (fast) Null ist, wenn diese nicht in der Mitte der Spule steht. Zunächst lässt sich das von der Spule induzierte E-Feld folgendermaßen in zwei Komponenten zerlegen:

Stellt man eine Petrischale hinein, dann passiert mit der ersten Komponente wieder nichts, weil die Feldlinien parallel zu den Grenzflächen stehen:

Die zweite Komponente erzeugt Oberflächenladungen auf der Petrischale, die das Feld im Inneren deutlich abschwächen:

Zusammen genommen sieht das E-Feld dann etwa so aus:

In der Mitte der Petrischale ist das E-Feld (fast) Null, und nimmt nach außen hin zu.