Gesetze: Ampèresches Gesetz

Das Ampèresche Gesetz, benannt nach dem französischen Physiker André-Marie Ampère, beschreibt die magnetischen Felder, die durch elektrische Ströme erzeugt werden. Es ist eines der grundlegenden Gesetze der Elektromagnetismus.

Das Ampèresche Gesetz besagt, dass das magnetische Feld um einen stromdurchflossenen Leiter von geschlossenen Schleifen angeordnet ist. Die magnetische Feldstärke, die als magnetische Flussdichte B bezeichnet wird, ist proportional zum Strom, der durch den Leiter fließt, und umgekehrt proportional zum Abstand vom Leiter.

Mathematisch ausgedrückt lautet das Ampèresche Gesetz:

∮ B * dl = μ₀ * I

Dabei steht ∮ B * dl für die Integration der magnetischen Flussdichte entlang einer geschlossenen Schleife, μ₀ (mu-null) ist die magnetische Feldkonstante (auch als Permeabilität des Vakuums bezeichnet) und I ist der Strom, der durch die Schleife fließt.

Die magnetische Feldkonstante μ₀ hat den Wert μ₀ ≈ 4π × 10^−7 T·m/A. Sie beschreibt die Beziehung zwischen magnetischer Flussdichte und Strom.

Das Ampèresche Gesetz zeigt, dass ein Strom in einem Leiter ein magnetisches Feld erzeugt, das durch geschlossene magnetische Feldlinien dargestellt wird. Die Richtung des magnetischen Feldes kann mit der rechten-Hand-Regel bestimmt werden, wobei der Daumen in Richtung des Stromflusses zeigt und die gekrümmten Finger die Richtung des magnetischen Feldes anzeigen.

Das Ampèresche Gesetz bildet die Grundlage für das Verständnis magnetischer Phänomene und hat zahlreiche Anwendungen, wie z. B. die Berechnung des magnetischen Feldes um Leiter, die Analyse von Spulen und Elektromagneten, sowie die Erklärung von Phänomenen wie dem magnetischen Moment von Atomen und der Magnetostatik.