Amperesches Gesetz
Elektromagnetismus
Basiswissen
Ein elektrischer Strom umgibt sich immer mit einem Magnetfeld. Qualitativ formuliert nennt man das das Oerstedsche Prinzip. Die quantitative Formulierung als Formel oder Gleichung heißt Gesetz von Ampere, Amperesches Gesetz oder auch Durchflutungsgesetz. Hier sind verschiedene Formulierungen und Sonderfälle des ampereschen Gesetzes kurz vorgestellt.
Grundprinzip: eine bewegte Ladungen
Das Grundprinzip hinter den verschiedenen Formulierungen des Ampereschen Gesetzes ist: eine elektrische Ladung, die sich relativ zu einem Beobachter bewegt, umgibt sich für diesen Beobachter immer mit einem Magnetfeld. Scheinbar paradox ist auch die Tatsache, dass dieselbe Ladung für einen Beobachter der sich mit der Ladung in dieselbe Richtung und gleich schnell bewegt kein Magnetfeld entsteht. Siehe mehr zu diesem grundlegenden Effekt der Elektrodynamik im Artikel ruhende Ladung ↗
Oerstedsches Gesetz: ein Leiter
Historisch zum ersten Mal beschrieben wurde der Effekt, dass bewegte elektrische Ladungen ein Magnetfeld erzeugen im Jahr 1820. Der Däne Oersted ließ elektrischen Strom durch einen Draht fließen und bemerkte, dass dies die Nadel von einem Kompass beeinflusste. Für diesen Effekt genügt ein stromdurchflossener Leiter und ein Kompass. Siehe auch Oerstedsches Gesetz [Magnetnadeleffekt] ↗
Amperesches Kraftgesetz: zwei Leiter
Aus dem Ampereschen Gesetz folgt, dass zwischen zwei stromdurchflossenen Leitern eine Kraft wirken kann. Man kann sich bildhaft vorstellen, dass der eine Leiter mit seinem elektrischen Strom ein Magnetfeld erzeugt während sich die Elektronen des anderen Leiters durch dieses Magnetfeld hindurch bewegen. Damit kann man gedanklich mit der Lorentzkraft arbeiten. Siehe mehr unter Amperesches Kraftgesetz ↗
Allgemeinste Fassung
Die allgemeinste quantitative Formulierung des Amperescheschen Gesetzes benutzt die mathematischen Ideen des Integral sowie von Vektoren (Nabla, Rotation, Divergenz). Diese Formulierungen mit Hilfe der höheren Mathematik bezeichnet man oft auch als Durchflutungsgesetz ↗