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Elektromagnetische Felder

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Elektromagnetische Felder

Elektrische und magnetische Felder

Grafische Darstellung eines elektrischen Feldes Elektrisches FeldDurch Ladungen verursachtes elektrisches Feld

Wenn Strom fließt, erzeugen elektrische Geräte und Leitungen zwei Arten von Feldern: elektrische und magnetische Felder. Ein elektrisches Feld entsteht, sobald an einem Gerät oder einer Stromleitung eine Spannung anliegt. Die Spannung ist die Voraussetzung dafür, dass elektrischer Strom fließen kann, wenn ein Gerät eingeschaltet wird. Wenn Strom fließt, entsteht zusätzlich ein Magnetfeld. Daher sind elektrische Geräte und Leitungen, in denen Strom fließt, von elektrischen und magnetischen Feldern umgeben.

Niederfrequente elektrische und magnetische Felder

Für die Stromversorgung wird in der Regel Wechselstrom verwendet. In Deutschland hat er eine Frequenz von 50 Hertz (Hz). Dies bedeutet, dass der Strom 100 Mal pro Sekunde seine Richtung ändert. Im gleichen Rhythmus wie der Strom wechseln auch die elektrischen und magnetischen Felder ihre Richtung. Da sich die Frequenz von 50 Hertz im unteren Bereich des elektromagnetischen Spektrums befindet, werden die Felder als "niederfrequent" bezeichnet.

Durch Strom verursachtes magnetisches Feld Magnetfeld StromleiterDurch Strom verursachtes magnetisches Feld

Hochfrequente Felder haben dagegen eine Frequenz von 100 Kilohertz bis viele Millionen Hertz. Sie werden zum Beispiel für den Mobilfunk und andere drahtlose Kommunikationstechniken eingesetzt.

Feldstärken und Maßeinheiten

Die Stärke des elektrischen Feldes steigt mit der Spannung, die an der Leitung anliegt. Maßeinheit für die Spannung ist das Volt (V). Die elektrische Feldstärke wird in Volt pro Meter (V/m) angegeben.

Die Stärke des Magnetfeldes um eine elektrische Leitung herum hängt davon ab, wie stark der Strom ist, der darin fließt. Die Stromstärke wird in Ampere (A), die Stärke des Magnetfeldes in Ampere pro Meter (A/m) angegeben.

Üblicherweise verwendet man statt der Magnetfeldstärke die magnetische Flussdichte, weil diese zusätzlich die „Magnetisierbarkeit“ des vom Magnetfeld durchdrungenen Materials berücksichtigt. Die Maßeinheit ist Tesla (T) beziehungsweise Mikrotesla (µT). Ein Mikrotesla ist ein Millionstel Tesla (0,000001 T).

Begriffe und Maßeinheiten
Elektrische FeldstärkeMagnetisches Feld: FeldstärkeMagnetisches Feld: Flussdichte
Maßeinheit

Volt pro Meter (V/m)

Kilovolt pro Meter (kV/m),
1 kV/m = 1.000 V/m

Ampere pro Meter (A/m)

1 Tesla = 1 Volt mal Sekunde pro Quadratmeter
(1 T = 1 Vs/m2)

Mikrotesla (µT),
1 µT = 0,000001 T

Elektrische und magnetische Felder im Alltag

Die elektrischen Feldstärken und die magnetischen Flussdichten sind im üblichen Gebrauchsabstand von elektrischen Haushaltsgeräten und elektrischen Hausleitungen im Vergleich zu den geltenden Grenzwerten in der Regel gering.

Bei manchen Geräten sind höhere magnetische Flussdichten möglich, allerdings handelt es sich dann meistens um sehr kleinräumige Belastungen (zum Beispiel Rasierapparat, Fön). Die Belastung der Bevölkerung mit niederfrequenten Feldern ist daher normalerweise niedrig. Dies gilt auch für Personen, die in der Nähe einer Hochspannungsleitung wohnen.

Mit zunehmendem Abstand nehmen elektrische und magnetische Felder schnell ab.

Abschirmung

Elektrische Felder lassen sich gut abschirmen, zum Beispiel durch Baumaterial. Im Gegensatz dazu lassen sich magnetische Felder nur mit relativ großem Aufwand abschirmen.

Stand: 20.10.2017

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