Magnetisches Feld einer Stromschleife

Betrachten Sie eine kreisförmige stromdurchflossene Schleife mit dem Radius "a". Das Magnetfeld an einem axialen Punkt in einem Abstand "r" von der Schleife aufgrund eines infinitesimalen Stromelements ist durch das Biot-Savart-Gesetz gegeben.

Wendet man den Satz des Pythagoras auf die Entfernung r an, so können die Komponenten des Magnetfeldes entlang der x-Achse und der y-Achse definiert werden.

Die senkrechten Komponenten des Magnetfeldes, die den verschiedenen Stromelementen um die Schleife herum entsprechen, heben sich gegenseitig auf. Durch die Integration der parallelen Komponenten für alle Stromelemente um die Schleife herum ergibt sich das gesamte Magnetfeld auf der Achse der Kreisschleife.

Bei einer Spule aus n eng beieinander liegenden Schleifen ist das Gesamtfeld auf der Achse der Kreisschleifen n-mal so groß wie das Feld, das auf eine einzelne Schleife zurückzuführen ist. Die Größe des Magnetfelds ist in der Mitte der Spule am größten und nimmt entlang der Achse nach dem Gesetz des umgekehrten Quadrats ab.

Wird diese Spule durch die Ebene einer Platte geführt, die Eisenspäne enthält, zeigt die Ausrichtung der Eisenspäne die Ausrichtung der Magnetfeldlinien an.