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Energie Macht Schule

Elektrisches und magnetisches Feld

Jede elektrische Ladung ist von einem elektrischen Feld umgeben. Auch ein spannungsführender elektrischer Leiter, in dem augenblicklich kein Strom fließt, hat um sich herum ein elektrisches Feld. Die Stärke dieses Feldes hängt von der Höhe der Spannung ab und wird in Volt pro Meter (V/m) gemessen. Wenn eine elektrische Ladung bewegt wird, entsteht um sie herum ein magnetisches Feld. Stromdurchflossene Leiter sind deshalb zusätzlich zu dem vorhandenen elektrischen Feld von einem magnetischen Feld umgeben. Die Stärke des magnetischen Feldes ist von der Stromstärke abhängig, die durch den Leiter fließt. Sie wird in der Maßeinheit Ampere pro Meter (A/m) gemessen.

Auch der menschliche Körper kann elektrische Energie leiten. Die elektrische Leitfähigkeit des menschlichen Körpers beruht auf dem Vorhandensein körpereigener Ionen, die unter anderem für Stoffwechselvorgänge bedeutsam sind. Im elektrischen Feld kommt es zu einer Verschiebung dieser Ladungsträger. Durch niederfrequente Wechselfelder entstehen kleine Wechselströme, die im Wesentlichen aber nur in den äußeren Körperschichten fließen. Das Körperinnere bleibt weitgehend abgeschirmt. Dies wird auch als Faradayscher Effekt bezeichnet.

Magnetische Wechselfelder verursachen dagegen Wirbelströme, die in allen Körperregionen fließen können. Da das Gewebe leitfähig, aber nicht magnetisierbar ist, durchdringt das magnetische Feld den Körper fast ohne Abschwächung. Anhaltswerte für Körperströme durch elektrische Felder liegen bei etwa 15 Mikroampere Stromstärke pro 1.000 Volt pro Meter. Magnetische Felder bewirken Stromstärken von rund einem Mikroampere pro einem Ampere pro Meter magnetischer Feldstarke (Angaben für ungestörte, homogene 50-Hz-Felder).