Kondensatoren und Elektromagnetismus: Grundlagen erklärt

Der Kondensator und seine Eigenschaften

Ein Kondensator ist ein Verbundelement aus zwei Metallplatten, die durch ein Dielektrikum (einen isolierenden Dämmstoff, auch Yamado genannt) getrennt sind. Wenn wir diesen Kondensator an eine Batterie anschließen, entsteht eine Spannung zwischen den Platten und er wird elektrisch geladen. Im Ergebnis führt dies zu einem offenen Gleichstromkreis (DC-Open-Circuit), während er für Wechselstrom (AC) durchlässig bleibt.

Die Kapazität ist die Eigenschaft eines Kondensators, die angibt, wie viel elektrische Ladung bzw. Strom er speichern kann.

Grundlagen des Magnetismus

Ferromagnetische Materialien werden von einem Magneten angezogen. Die Magnetpole sind dabei die Punkte, an denen der Magnetismus am stärksten ausgeprägt ist.

Elektromagnetismus und Leiterformen

Beim Elektromagnetismus ist jeder elektrische Strom mit einem Magnetfeld verbunden. In einem Leiter in Form einer Schleife (Aniya) wird das Magnetfeld entsprechend der kreisförmigen Anordnung konzentriert. Ein gerader Leiter (Rektum) erzeugt hingegen nur ein sehr spärliches und schwaches Magnetfeld, während ein Ringleiter oder eine Spule ein wesentlich stärkeres Magnetfeld bilden.

In einer Spule addiert sich das Magnetfeld jeder einzelnen Windung zur nächsten. Der Schwerpunkt liegt in der Mitte, wo das resultierende Feld im Herzen der Schleife sehr einheitlich und intensiv ist. An den Enden der Spule bilden sich die magnetischen Pole aus.

Magnetische Größen und Einheiten

• Magnetischer Fluss (Φ): Dies ist der Betrag der Feldkraft; seine Einheit ist das Weber (Wb).
• Magnetische Induktion (B): Das Symbol für den magnetischen Fluss pro Oberfläche; die Einheit ist das Tesla (T).
• Magnetomotorische Kraft (MMF / F): Dies ist die Kapazität einer Spule als Feldgenerator, welche von der Windungszahl und der Stromstärke (Intensität) abhängt.
• Magnetische Feldstärke (H): Dieses Symbol zeigt an, wie stark das Magnetfeld ist.
• Reluktanz (R): Ein Symbol für den magnetischen Widerstand, der angibt, wie leicht oder schwierig (dificultat) es für ein Material ist, ein Magnetfeld aufzunehmen.

Magnetisierungskurve und Sättigung

Die Magnetisierungskurve beschreibt Materialien, die einem Magnetfeld ausgesetzt sind. Dabei wächst in ihnen die magnetische Induktion stetig an, jedoch nicht linear. Bei der magnetischen Sättigung ist der Punkt erreicht, an dem große Änderungen im Magnetfeld nur noch sehr kleine Änderungen (pekeños canvies) in der Induktion bewirken.

Die magnetische Permeabilität beschreibt die Fähigkeit eines Materials, magnetische Felder zu leiten. Sie kann als absolute Permeabilität oder als relative Permeabilität (Verhältnis zwischen Material und Luft) ausgedrückt werden.

Hysterese und Koerzitivkraft

Die magnetische Remanenz (Hysterese) tritt auf, wenn Stoffe, nachdem sie einem Magnetfeld unterlagen, ein gewisses Maß an magnetischer Induktion beibehalten. Die Koerzitivkraft ist die entgegengesetzte Kraft, die erforderlich ist, um diese verbleibende magnetische Induktion wieder aufzuheben bzw. zu überschreiben.