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Die magnetische Feldkonstante , auch Magnetische Konstante, Vakuumpermeabilität oder Induktionskonstante, ist eine physikalische Konstante, die eine Rolle bei der Beschreibung von Magnetfeldern spielt. Sie gibt das Verhältnis der magnetischen Flussdichte zur magnetischen Feldstärke im Vakuum an. Der Kehrwert der magnetischen Feldkonstanten (mit einem Vorfaktor ) tritt als Proportionalitätskonstante im magnetostatischen Kraftgesetz auf. Im Internationalen Einheitensystem (SI) hat die magnetische Feldkonstante den Wert:

Physikalische Konstante
Name Magnetische Feldkonstante
Formelzeichen
Größenart Magnetische Permeabilität
Wert
SI
Unsicherheit (rel.)
Bezug zu anderen Konstanten

Elektrische Feldkonstante
Lichtgeschwindigkeit
Quellen und Anmerkungen
Quelle SI-Wert: CODATA 2018 (Direktlink)

mit den Einheiten Newton (N) und Ampere (A).

Inhaltsverzeichnis

TerminologieBearbeiten

Historisch hatte die Konstante   verschiedene Namen. Bis 1987 sprach man von der „magnetischen Permeabilität des Vakuums“.[1] Jetzt heißt sie in der Physik und in der Elektrotechnik magnetische Feldkonstante.[2]

Bei   ist   die magnetische Feldkonstante und   die relative Permeabilität.

Zusammenhang mit anderen NaturkonstantenBearbeiten

Aus den Maxwell-Gleichungen ergibt sich im SI ein einfacher Zusammenhang zwischen der magnetischen Feldkonstante, der elektrischen Feldkonstanten   und der Lichtgeschwindigkeit  :

 
 

WertBearbeiten

Historisch war die magnetische Feldkonstante (in SI-Einheiten) so definiert, dass zwei parallele, unendlich lange Leiter im Vakuum, die beide von einem elektrischen Strom mit einer Stromstärke von 1 Ampere durchflossen werden, eine Kraft von 2·10−7 Newton aufeinander ausüben. Aus dem Ampèreschen Kraftgesetz folgte damit der exakte Wert der magnetischen Feldkonstanten von

 .

Durch die auf der 26. Generalkonferenz für Maß und Gewicht beschlossenen Änderung der Basiseinheiten des SI-Systems erfolgt die Definition des Amperes seit dem 20. Mai 2019 auf Basis der Elementarladung   und der Definition der Sekunde. Die magnetische Feldkonstante   ist somit wieder eine mit Messunsicherheit behafteten Messgröße;   gilt allerdings weiterhin exakt.

  lässt sich aus der (mit Messunsicherheit behafteten) Feinstrukturkonstante   und drei weiteren, fest definierten Naturkonstanten bestimmen: (  = Planck-Konstante)

 

Die 26. Generalkonferenz für Maß und Gewicht legte fest, dass zunächst der Wert   weiterhin gelte, aber nun mit der relativen Messunsicherheit von α, also   behaftet sei,[3] was den Wert

 

ergeben würde. Die CPGM hat allerdings auch festgelegt, dass der Wert nun experimentell festgelegt wird. Bei der Veröffentlichung der CODATA 2018-Werte am 20. Mai 2019 wird daher der Wert

 

angegeben, der eine relative Messunsicherheit von nur   enthält.[4]

EinheitBearbeiten

Die Einheit von   kann in verschiedenen SI-Einheiten ausgedrückt werden:

 

Verwendete Einheiten: H – Henry, m – Meter, V – Volt, s – Sekunde, A – Ampere, T – Tesla, J – Joule, N – Newton, kg – Kilogramm, C – Coulomb.

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. SUNAMCO Commission: Recommended values of the fundamental physical constants. In: Symbols, Units, Nomenclature and Fundamental Constants in Physics. 1987, S. 52–61, hier S. 54 (englisch, metrology.files.wordpress.com [PDF; 624 kB; abgerufen am 14. August 2018]).
  2. Faltblatt: Die gesetzlichen Einheiten in Deutschland. Juni 2015 (ptb.de [PDF; 1,6 MB; abgerufen am 14. August 2018]). ptb.de (Memento des Originals vom 10. Oktober 2017 im Internet Archive)   Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.ptb.de
  3. 26th CGPM (2018) - Resolutions adopted / Résolutions adoptées. (PDF; 1,2 MB) Versailles 13–16 novembre 2018. In: bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures, 19. November 2018, S. 2–5, abgerufen am 12. August 2019 (englisch, französisch).
  4. CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 12. August 2019. Wert für die magnetische Permeabilität im Vakuum.