Hallo,
meine Frage lautet: Warum wird in vielen E-Technik Büchern eine
Elektromagnetische Welle durch H-Feld und E-Feld beschrieben und nicht
(wie in manchen Physikbüchern) durch B-Feld und E-Feld? Z.B. bei
Hohlleitern wird von E- und H-Moden geredet.
Im Sinne einer Nahwirkungstheorie wurde die Elektrodynamik doch so
aufgestellt:
(Ursache->Wirkung) H-Feld->B-Feld und D-Feld->E-Feld.
Wenn man nun ein quellenfreies Raumgebiet und damit nur die Ausbreitung
betrachtet reicht jeweils eine Größe des elektrischen- und des
magnetischen Feldes aus. Welche von beiden ist mathematisch ja egal,
aber wäre es nicht (physikalisch) konsequenter E-Feld und B-Feld zu
benutzen?
> (wie in manchen Physikbüchern) durch B-Feld und E-Feld
Hi Alex,
zu "manchen" kann ich nichts sagen, aber ich hab grad mal in mein
ziemlich altes "Joos, Lehrbuch d. theoretischen Physik" geschaut. Da
steht auch H und E.
Vielleicht ist das ein alter Zopf, den einer vom anderen abschreibt ohne
drueber nachzudenken. Denn neuerfinden tun die Autoren die Physik ja
nicht.
J.
Das H Feld wird durch einen Strom hervorgerufen, und das B-Feld ist
ueblicherweise proportional zum H, naemlich mit dem u= 4*pi*e-7, der
Suszeptibilitaetskonstanten.
Ausser, das u (mue) hat Tensor charakter, dh B ist nicht mehr parallel
zu H, sondern irgendwie gekippt.
Dasselbe mit E und D. Das E Feld wird durch eine Ladung hervorgerufen.
Das D Feld ist ueblicherweise proportional zum E, naemlich mit dem e
(epsilon), der Dielektrizitaetskonstanten. Ausser e ist ein Tensor. Dann
sind die beiden nicht mehr parallel, sondern zueinander gekippt.
Bei Grenzflaechen muss man sich dann ueberlegen welche Komponenten
stetig und welche nicht stetig sind. Jeweils fuer senkrecht und
parallel.
Hondo Z. Schnell schrieb:> Sorry, B wird durch den Strom hervorgerufen, nicht H.
rot(H) = J + dD/dt
Im Sinne einer Nahwirkungstheorie ist H die magnetische Erregung (Und B
ist die durch H hervorgerufene Wirkung). (Nach Küpfmüller: Theoretische
Elektrotechnik)
Es gibt in gewissermaßen eine mathematische Analogie zwischen E und H
aber das verdreht als Anschauung doch das Ursache-Wirkungs-Prinzip.
Anmerkungen dazu gibt es z.B. hier:
http://www.tp1.ruhr-uni-bochum.de/~riem/skript/Edyn.pdf auf Seite 25/26
Was mich wieder zu meinem Problem führt warum nicht das B-Feld benutzt
wird.. Mir ist klar das es über den Materialzusammenhang egal ist und
man sich aussuchen kann welches von Beiden man berechnet, aber meiner
Meinung nach wäre es konsequenter in Quellenfreien gebieten von B- und
E-Feld zu reden. (Wie es z.B. sogar im Wikipedia-Artikel zu EM-Wellen
getan wird, oder in den Lehrbüchern der theoretischen Physik von
Dreizler, Lüdde aber in vielen Lehrbüchern der E-Technik tauchen bei
Wellen nur H und E auf)
>aber meiner Meinung nach wäre es konsequenter in Quellenfreien gebieten von B-
und E-Feld zu reden.
Wenn es so einfach waere ... Nehmen wir ein B-Feld, das in einen
Ferromagneten reingeht. Das B Feld muss stetig sein, da div B=0. Dh das
H Feld ist nicht stetig.
U. B. schrieb:> H-Feld statt B-Feld.>> Spielt das denn eine Rolle ?>> Es gilt doch:>> B = µ(0)µ(r)* H ( alles Vektoren bzw. Tensoren ) ?
gilt nicht wenn Permanentmagnet oder Ferromagnete dabei sind.
dumdi dum schrieb:> U. B. schrieb:>> H-Feld statt B-Feld.>>>> Spielt das denn eine Rolle ?>>>> Es gilt doch:>>>> B = µ(0)µ(r)* H ( alles Vektoren bzw. Tensoren ) ?>> gilt nicht wenn Permanentmagnet oder Ferromagnete dabei sind.
Es geht in der Frage aber um Wellenausbreitung in linearen, homogenen,
isotropen medien wo man eine der Beiden Größen für die Wellengleichung
über das Materialgesetz eliminieren kann... (ohne kommt man ja auch
nicht auf die Wellengleichung..)
Rest s.o.
>> B = µ(0)µ(r)* H ( alles Vektoren bzw. Tensoren ) ?> gilt nicht wenn Permanentmagnet oder Ferromagnete dabei sind.
Auch dann kann ich doch nach 'H' umstellen, selbst wenn kein Strom
( mehr ) fliesst ?
U. B. schrieb:> Auch dann kann ich doch nach 'H' umstellen, selbst wenn kein Strom> ( mehr ) fliesst ?>
Koenntest Du nur, wenn H und B (anti-) parallel laufen. Um das Problem
noch etwas weiter zu vergroessern, div(B) ist immer 0, div(H) kann auch
ungleich null sein; z.B. ist div(H) bei einem homogenen
permanent-Magneten auf den Stirnflaechen ungleich 0.
dumdidum schrieb:> Koenntest Du nur, wenn H und B (anti-) parallel laufen.
bitte den Satz streichen; Du hattest ja geschrieben : alles Tensoren
Leider hilft dass auch nicht dabei, dass H nicht immer Quellenfrei ist.
Alex schrieb:> Was mich wieder zu meinem Problem führt warum nicht das B-Feld benutzt> wird.
Hat vermutlich praktische Gründe:
E hat die Einheit V/m; H hat die Einheit A/m
Wenn man E/H dividiert, bekommt man V/A = Ohm, was sich analog zum Strom
und Spannung in einem Leiter verhält.
Alex schrieb:> Im Sinne einer Nahwirkungstheorie ist H die magnetische Erregung (Und B> ist die durch H hervorgerufene Wirkung). (Nach Küpfmüller: Theoretische> Elektrotechnik)
Das ist reine Definitionssache bzw. eine theoretische Betrachtung.
Beides entsteht gleichzeitig, es gibt keine Ursache und Wirkung. Wenn
man an eine Drossel eine Spannung anlegt, entsteht ein Fluss U*t/N bzw.
eine Flussdichte, die vom Kernmateriel unabhängig ist; je nach
Kernmaterial wird daraus ein H-Feld. So könnte man auch argumentieren,
dass H durch B hervorgerufen wird.
Johannes E. schrieb:> So könnte man auch argumentieren,>> dass H durch B hervorgerufen wird.
hm, eigentlich ist B die Folge von H und das "Gegen-H" die Folge von B
und damit der Geometrie.
