Rechner für das magnetische Moment

Das magnetische Moment beschreibt kompakt, wie stark eine Quelle als magnetischer Dipol wirkt und in welche Richtung dieser zeigt. Für eine ebene Schleife mit konstantem Strom beträgt der Betrag μ = IA: Strom mal eingeschlossene Fläche. Die SI-Einheit ist Ampere-Quadratmeter (A·m²). Die Richtung steht senkrecht auf der Schleife. Krümme die Finger der rechten Hand in technischer Stromrichtung; der Daumen zeigt entlang des magnetischen Momentvektors. Ein äußeres Magnetfeld kann die Schleife drehen. Der Drehmomentbetrag lautet τ = μB sin(θ), wobei θ der Winkel zwischen Moment und Feld ist. Er ist bei senkrechten Vektoren maximal und bei parallelen oder antiparallelen Vektoren null. Dieser Dreheffekt ist zentral für Drehspulmessgeräte, Gleichstrommotoren, Lautsprecher und grundlegende Elektromagnetismus-Versuche. Der Rechner wandelt den in Grad eingegebenen Winkel vor Anwendung des Sinus um. Dieselbe Wechselwirkung besitzt die potenzielle Energie U = -μB cos(θ). Bei dieser Referenz ist die Energie bei Ausrichtung mit dem Feld negativ und minimal, bei antiparalleler Ausrichtung positiv und maximal. In senkrechter Stellung ist die potenzielle Energie null, das Drehmoment jedoch maximal. Ohne Zwang beginnt die Schleife daher, sich zu drehen. Drehmoment und Energie beschreiben ergänzende Aspekte derselben magnetischen Wechselwirkung. Diese Seite modelliert eine einzelne ideale Schleife. Für eine Spule mit N eng gepackten, identischen Windungen multipliziere IA mit N oder nutze eine spezielle Dipolmomentberechnung mit Windungszahl. Die Fläche muss vom Strompfad eingeschlossen sein; weder Drahtoberfläche noch Drahtquerschnitt sind gemeint. Für eine Kreisschleife gilt πr², für ein Rechteck Breite mal Höhe. Rechne vor der Eingabe Quadratzentimeter in Quadratmeter und Millitesla in Tesla um. Die Näherung eines homogenen Felds setzt überall auf der Schleife gleiche Feldstärke und Richtung voraus. Große Schleifen in veränderlichen Feldern, Magnetkerne, unregelmäßige Geometrien und stark gekoppelte Systeme können Vektorintegration oder gemessene Materialdaten erfordern. Unter diesen Annahmen liefert das Werkzeug konsistente Werte für Moment, Drehmoment und potenzielle Energie für Lernaufgaben, Versuchsplanung, technische Abschätzungen und schnelle Einheitenprüfungen. Der Vergleich aller drei Ergebnisse hilft auch, eine falsche Winkeldefinition zu erkennen: Der Winkel wird vom normalen Momentvektor der Schleife aus gemessen, nicht von ihrer Ebene.