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Tesla (Einheit)

abgeleitete SI-Einheit für die magnetische Flussdichte
Physikalische Einheit
Einheitenname Tesla
Einheitenzeichen
Physikalische Größe(n) Magnetische Flussdichte
Formelzeichen
Dimension
System Internationales Einheitensystem
In SI-Einheiten
In CGS-Einheiten
Benannt nach Nikola Tesla
Abgeleitet von Weber, Quadratmeter
Siehe auch: Gauß

Das Tesla (T) ist eine abgeleitete SI-Maßeinheit für die magnetische Flussdichte. Die Einheit wurde im Jahr 1960 auf der Conférence Générale des Poids et Mesures (CGPM) in Paris nach Nikola Tesla benannt.[1]

Beziehung zu CGS-EinheitenBearbeiten

Im CGS-Einheitensystem, das vor allem noch in der theoretischen Physik verwendet wird, ist die entsprechende Einheit das Gauss (Gs oder G):

 

Aufgrund der unterschiedlichen Größensysteme ist der Unterschied zwischen beiden Einheiten allerdings nicht einfach nur ein Faktor (daher das Zeichen ). Die Geophysik benutzte auch die Einheit Gamma (γ):

 

GrößenbeispieleBearbeiten

Beispiele für verschiedene magnetische Flussdichten in der Natur und in der Technik:

Magnetische
Flussdichte

in Tesla
Beispiel
10−10 bis 10−8 Magnetfelder im interstellaren Medium und um Galaxien[2]
5·10−5 Erdmagnetfeld in Deutschland
10−4 Zulässiger Grenzwert für elektromagnetische Felder bei 50 Hz (Haushaltsstrom) in Deutschland gemäß der 26. BImSchV
0,002 In 1 cm Abstand von einem 100-A-Strom, z. B. Batteriestrom beim Anlassen eines Pkw, siehe Ampèresches Gesetz
0,1 Handelsüblicher Hufeisenmagnet[3]
0,25 Ein typischer Sonnenfleck
1,61 Maximale Flussdichte eines NdFeB-Magneten (Neodym-Eisen-Bor). Typischerweise werden die Magnete mit Flussdichten zwischen 1 T und 1,5 T hergestellt. NdFeB-Magnete sind derzeit die stärksten Dauermagnete
2,45 Sättigungspolarisation von Fe65Co35, der höchste Wert eines Materials bei Raumtemperatur.[4]
0,35 bis 3,0 Kernspintomograph für die Anwendung am Menschen. Zu Forschungszwecken werden auch Geräte mit 7,0 T und mehr verwendet
8,6 Supraleitende Dipolmagnete des Large Hadron Collider des CERN in Betrieb[5]
25,9[6] Derzeit stärkster supraleitender Magnet in der NMR-Spektroskopie (1,1 GHz-Spektrometer)[7]
32 Stärkster Magnet auf Basis von (Hochtemperatur-) Supraleitern[8]
45,5 Stärkster dauerhaft arbeitendender Elektromagnet, Hybrid aus supraleitendem und konventionellen Elektromagneten[9]
100 Pulsspule – höchste Flussdichte ohne Zerstörung der Kupferspule, erzeugt für wenige Millisekunden[10]
1200 Höchste durch elektromagnetische Flusskompression erzeugte Flussdichte (kontrollierte Zerstörung der Anordnung, im Labor)[11]
2800 Höchste durch explosiv getriebene Flusskompression erzeugte Flussdichte (im Freien)[12]
106 bis 108 Magnetfeld auf einem Neutronenstern
108 bis 1011 Magnetfeld auf einem Magnetar

WeblinksBearbeiten

 Wiktionary: Tesla – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Resolution 12 of the 11th CGPM (1960). In: bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures, abgerufen am 16. August 2019 (englisch). Der Name wurde 1956 vom Internationalen Komitee (CIPM) vorgeschlagen (Resolution 3, siehe – Sitzungsprotokoll Seite 83)
  2. siehe z. B. Magnetfelder in Spiralgalaxienen@mpg.de 2014 (PDF 1,4 MB); „Es gibt Theorien, dass das intergalaktische Medium von Magnetfeldern erfüllt ist, aber sie müssten wesentlich schwächer sein als die galaktischen Felder“, Kosmische Magnetfelder. Ungeahnte Ordnung im All Ruhr Universität Bochum 2018, abgerufen 8. November 2018
  3. LHC Dipolmagnet Funktionsprinzip. Abgerufen am 4. August 2011.
  4. [Lexikon Ingenieurwissen-Grundlagen, herausgegeben von Heinz M. Hiersig|https://books.google.de/books?id=NqmjBgAAQBAJ&lpg=PA242&ots=vl-mzL7kxv&dq=h%C3%B6chste%20s%C3%A4ttigungsmagnetisierung%20tesla&hl=de&pg=PA242#v=onepage&q=h%C3%B6chste%20s%C3%A4ttigungsmagnetisierung%20tesla&f=false]
  5. CERN FAQ – LHC the guide. (PDF; 27,0 MB) Februar 2009, abgerufen am 22. August 2010 (englisch).
  6. Bruker Corporation: Bruker Announces World's First Superconducting 1.1 Gigahertz Magnet for High-Resolution NMR in Structural Biology. Abgerufen am 6. Mai 2019 (englisch).
  7. Ascend 1.1 GHz. Abgerufen am 6. Mai 2019 (englisch).
  8. National High Magnetic Field Laboratory: New world-record magnet fulfills superconducting promise.@1@2Vorlage:Toter Link/www.magnet.fsu.edu (Seite nicht mehr abrufbar, Suche in Webarchiven  Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. 12. Dezember 2017.
  9. David C. Larbalestier et al.: 45.5-tesla direct-current magnetic field generated with a high-temperature superconducting magnet. In: Nature. Nr. 570, 12. Juni 2019, S. 496–499, doi:10.1038/s41586-019-1293-1 (englisch).
  10. Strongest non-destructive magnetic field: world record set at 100-tesla level. In: lanl.gov. Los Alamos National Laboratory, 22. März 2012, archiviert vom Original am 19. Juli 2014; abgerufen am 12. November 2019 (englisch).
  11. D. Nakamura, A. Ikeda, H. Sawabe, Y. H. Matsuda, S. Takeyama: Record indoor magnetic field of 1200 T generated by electromagnetic flux-compression. In: Review of Scientific Instruments. Band 89, 2018, S. 095106, doi:10.1063/1.5044557.
  12. A.I. Bykov, M.I. Dolotenko, N.P. Kolokolchikov, V.D. Selemir, O.M. Tatsenko: VNIIEF achievements on ultra-high magnetic fields generation. In: Physica B: Condensed Matter. Band 294-295, 2001, S. 574–578, doi:10.1016/s0921-4526(00)00723-7.