Magnetflussverteilung

Magnetflussverteilung beschreibt die räumliche Verteilung des magnetischen Flusses in einem magnetischen Bauteil oder Medium unter gegebenen Anregungen. Typischerweise wird die Verteilung von B oder Φ über relevante Querschnitte betrachtet. In linearen isotropen Materialien gilt B = μ H, wobei μ = μ0 μr. Das Feld H folgt dem Ampèreschen Gesetz ∮ H · dl = NI, und der erzeugte Fluss breitet sich entlang des magnetischen Pfades aus, der von Materialeigenschaften und Geometrie bestimmt wird. In Kernmaterialien führt eine hohe Permeabilität zu geringem Reluktanz, während Veränderungen der Geometrie wie Querschnitte, Ecken oder Luftspalten zu Flusskonzentrationen und Fringings führen können. In nichtlinearen Materialien führt Sättigung zu einer Verringerung der effektiven Permeabilität und damit zu einer veränderten Verteilung des Flusses, die auch temperaturabhängig sein kann.

Die Magnetflussverteilung wird häufig analytisch durch Reluktanz-Netze beschrieben oder durch numerische Methoden, vor allem das Finite-Elemente-Verfahren (FEM), berechnet. Mess- und Simulationsverfahren ermöglichen die Visualisierung von B- bzw. Φ-Verteilungen in Bauteilen wie Transformatoren, Motoren, Spulen und magnetischen Abschirmungen. Anwendungen zielen darauf ab, Verluste, Sättigung, Leckflux und Hotspots zu minimieren, während gleichzeitig eine ausreichende Kopplung und Funktionalität gewährleistet wird.