Magnetfeld-Einheiten & Messung
Zwei Einheitensysteme
Magnetfeldmessungen verwenden zwei parallele Einheitensysteme, was häufig zu Verwirrung führt:
- SI (Internationales Einheitensystem) — Verwendet das Tesla (T) als Einheit der magnetischen Flussdichte. Dies ist der moderne Standard in Wissenschaft und Technik.
- CGS (Zentimeter-Gramm-Sekunde) — Verwendet das Gauß (G). Dieses ältere System wird in der Industrie noch weit verbreitet eingesetzt, insbesondere in den USA.
Die Umrechnung ist einfach: 1 Tesla = 10.000 Gauß.
Tesla (T) — Der SI-Standard
Benannt nach dem Erfinder und Elektroingenieur Nikola Tesla, ist das Tesla die SI-Einheit der magnetischen Flussdichte (auch magnetische Induktion oder B-Feld genannt).
Ein Tesla ist tatsächlich ein sehr starkes Feld — viel stärker als die meisten Felder, denen Sie im Alltag begegnen. Deshalb verwenden wir typischerweise kleinere Einheiten mit Präfixen:
- Millitesla (mT) = 0,001 T — Starke Permanentmagnete an ihrer Oberfläche
- Mikrotesla (µT) = 0,000001 T — Erdmagnetfeld, Haushaltsgegenstände
- Nanotesla (nT) = 10-9 T — Geophysikalische Vermessungen, entfernte Anomalien
- Pikotesla (pT) = 10-12 T — Biomagnetische Felder (Herz, Gehirn)
- Femtotesla (fT) = 10-15 T — Neuromagmetische Signale, SQUID-Bereich
Gauß (G) — Die CGS-Einheit
Benannt nach dem Mathematiker und Physiker Carl Friedrich Gauß, der in den 1830er Jahren die ersten systematischen Messungen des Erdmagnetfeldes durchführte.
Das Gauß wird häufig im industriellen Umfeld verwendet, insbesondere bei Permanentmagneten, magnetischer Abschirmung und elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV).
- 1 Gauß = 100 Mikrotesla
- 1 Milligauß (mG) = 0,1 Mikrotesla
Das Erdmagnetfeld beträgt je nach Standort etwa 0,25-0,65 Gauß (oder 250-650 Milligauß).
Die Einheit Milligauß wird häufig bei EMF-(Elektromagnetisches Feld-)Messungen und Geräten zur Untersuchung elektromagnetischer Felder verwendet. Eine typische Messung des Erdmagnetfeldes beträgt 250-650 mG, während ein laufendes Haushaltsgerät in unmittelbarer Nähe 1-10 mG hinzufügen kann.
Weitere Einheiten: Oersted, A/m, Gamma
Oersted (Oe)
Das Oersted misst die magnetische Feldstärke (H-Feld) im CGS-System — nicht die Flussdichte (B-Feld), die Tesla und Gauß messen. Im Vakuum erzeugt 1 Oersted eine Flussdichte von genau 1 Gauß, sodass beide im freien Raum zahlenmäßig gleichwertig sind. In magnetischen Materialien ist der Zusammenhang komplexer.
Ampere pro Meter (A/m)
Die SI-Einheit der magnetischen Feldstärke (H-Feld). Der Zusammenhang mit Oersted: 1 Oe = 79,577 A/m.
Gamma (γ)
Eine ältere Einheit, die in der Geophysik noch vorkommt: 1 Gamma = 1 Nanotesla (nT). Einfache Umrechnung, nur ein anderer Name. Sie begegnet Ihnen möglicherweise in älteren geologischen Vermessungsdaten.
Interaktiver Einheitenumrechner
Magnetfeldstärken im Vergleich
Um Ihnen ein Gefühl für die Größenordnung zu geben, hier einige gängige Magnetfeldstärken — von den schwächsten messbaren Signalen bis zu den stärksten Feldern im Universum:
Die Skala ist logarithmisch — jeder Balkenschritt repräsentiert viele Größenordnungen. Der gesamte Bereich umfasst über 25 Größenordnungen.
Magnetare — eine Art von Neutronenstern — erzeugen die stärksten Magnetfelder im Universum: rund 1011 Tesla (100 Milliarden Tesla). Bei dieser Stärke würde das Feld Ihre Atome auf molekularer Ebene aus Tausenden Kilometern Entfernung umordnen. Glücklicherweise ist der nächste bekannte Magnetar etwa 9.000 Lichtjahre von der Erde entfernt.
Gängige Präfixe
Hier eine Kurzreferenz für SI-Präfixe in Bezug auf Magnetfeldmessungen:
| Präfix | Symbol | Faktor | Beispiel |
|---|---|---|---|
| Femto | fT | 10-15 T | Magnetfelder des Gehirns |
| Piko | pT | 10-12 T | Magnetfelder des Herzens |
| Nano | nT | 10-9 T | Geophysikalische Anomalien |
| Mikro | µT | 10-6 T | Erdmagnetfeld, Smartphone-Messwerte |
| Milli | mT | 10-3 T | Kleine Permanentmagnete |
| (Basis) | T | 1 T | Starke Magnete, MRT |
Mit Magnetometer X können Sie in den App-Einstellungen zwischen Mikrotesla (µT), Gauß (G) und Milligauß (mG) wechseln. Mikrotesla ist die Standardeinheit und die am häufigsten verwendete Einheit für Smartphone-Magnetometer-Messwerte.