Mobile-Menu

EP Basics Quiz

Prof. Poppe fragt nach – Folge 10

< zurück

Seite: 2/2

Anbieter zum Thema

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG
RECOM Power GmbH

„Stimmt die Aussage „Das H-Feld hat Pole“?“

Zur Auswahl standen dieses Mal drei Antwortmöglichkeiten. Normalerweise können bei diesem Quiz mehrere Antwortmöglichkeiten richtig sein, allerdings ist dies heute nicht der Fall:

  • 1. Ja.
  • 2. Nein.
  • 3. Dafür sind wir nicht zuständig.

Antwort 3 ist ebenso mit negativen Emotionen besetzt wie richtig. Da Antwort 1 immer noch in vielen Skripten und Artikeln zu finden ist, soll sie als außerhalb der Naturwissenschaften stehende Aussage erkannt werden.

Elektromagnetische Felder können ausschließlich aufgrund ihrer Wirkung auf geladene Materie beobachtet und gemessen werden. (Die einzige Einschränkung dieser Aussage ist die am Folgenden nichts ändernde Wechselwirkung elektromagnetischer Felder mit der Schwerkraft.)

Diese Wirkung auf Materie ist durch die beiden Kräfte Coulomb-Kraft F = Q⋅E und Lorentz-Kraft F = Q⋅ v ⋅ B vollständig beschrieben. Daher sind auch nur die beiden Felder E und B messbar. Die Größen H, D, M und P (magnetische Feldstärke, elektrische Flussdichte, Magnetisierung, Polarisation) sind nur dann messbar, wenn sie mit E (elektrische Feldstärke) und B (magnetische Flussdichte) zusammenfallen.

Die Basis der Elektrotechnik, die Elektrodynamik, ist eine empirische Wissenschaft. Für alles, was nicht gemessen werden kann oder was keine unmittelbaren messbaren Konsequenzen hat, sind empirische Wissenschaften nicht zuständig. Im Falle eines durch eine Spule angeregten Magneten heißt dies: Man kann mithilfe der Messung des Spulenstroms und einer Hall-Sonden-Messung von B die Größen H und M zwar ausrechnen, aber nicht messen. Wenn zwei verschiedene Theorien zwar den gleichen Wert und die gleiche Richtung für B, jedoch verschiedene Werte und Richtungen für H vorhersagen würden, so ließe sich durch kein Experiment der Welt entscheiden, welche Theorie richtig ist. Welche Eigenschaften H hat, ist daher keine physikalische Fragestellung, also auch keine an die Elektrodynamik. Mit den Erfolgen der Quantenelektrodynamik ist noch ein weiterer Aspekt hinzugekommen: Photonen, die Quanten des elektrischen Feldes, sind grundsätzlich ununterscheidbar. Diese im Alltag unbekannte Eigenschaft ist kein Hirngespinst. Sie hat messbare Konsequenzen (Bose-Einstein-Statistik). Man kann – wenn Richtung und Wellenlänge passen – bei einem Photon nicht feststellen, welchen Ursprung es hat. Messbar ist nur die Gesamtzahl der Photonen. Und mit dieser Aussage schließt sich der Kreis zur klassischen Elektrodynamik: H geht auf freie Ströme, M auf gebundene zurück. Die Ströme sind unterscheidbar, die von ihnen erzeugten Feldanteile nicht. Messbar ist nur die Summe, also das Feld B. Vergleichbares gilt für D, P und das Feld E.

Zukünftigen Ingenieur-Generationen würde viel an sinnlosen Fragestellungen erspart werden, wenn auch sprachlich zwischen Feldern und ununterscheidbaren Feldanteilen unterschieden würde. Keiner von Ihnen würde dann noch Fragen wie die oben geschriebene stellen – und das mit Recht! (mr)

* Bis 2022 lehrte Prof. Martin Poppe Elektrotechnik an der Fachhochschule Münster. Er ist renommierter Autor von Fachbüchern wie „Prüfungstrainer Elektrotechnik“ (ISBN 978-3-662-65001-1), aus dem die aktuelle Frage entnommen ist, oder „Grundkurs Theoretische Elektrotechnik“ (ISBN 978-3-662-61913-1).

(ID:50171746)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte