Elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder / 2 Grundlagen, Definitionen, Eigenschaften und Maßeinheiten

2.1 Die Frequenz

Die Frequenz (f) ist das Maß für die zeitliche Änderung eines regelmäßig wiederkehrenden Vorgangs mit gleichen Zeitintervallen. Sie wird mit der Maßeinheit "Hertz" (1 Hz = 1 Schwingungsperiode pro Sekunde) beschrieben und gibt an, wie oft sich der Vorgang pro Sekunde wiederholt. Beim 50-Hz-Wechselstrom bedeutet dies, dass sich die Stromrichtung an den Klemmen eines Generators – und damit im nachfolgenden Verteilungsnetz und den Endgeräten – 100 Mal in der Sekunde ändert. Beide Stromrichtungen werden also 50 Mal pro Sekunde erzeugt. Wir sprechen dann von einem sog. Wechselfeld.

2.2 Das elektrische Feld

Jede elektrische Ladung wird von einem elektrischen Feld umgeben, auch jeder spannungsführende Leiter, ohne dass in ihm ein Strom zu fließen braucht. Die Kraft, die von solchen ruhenden elektrischen Ladungen ausgeht, bezeichnet man als elektrostatische Kraft.

Ebenso baut sich zwischen unterschiedlich geladenen Körpern ein eigenes elektrisches Feld auf. Abhängig von der Polarität der Ladung üben diese unterschiedliche Kräfte aufeinander aus: Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab (beide positiv oder beide negativ), ungleichnamige Ladungen (eine positiv, die andere negativ) ziehen sich gegenseitig an. Die Stärke dieser Felder (Feldstärke) hängt von der Intensität der Ladung der differenten Körper (Potenzialunterschied) und vom Abstand der Körper zueinander ab, was sich in der Maßeinheit "Volt pro Meter" (V/m), mit der sie angegeben werden, widerspiegelt.

Bleiben die Feldkräfte zeitlich konstant, so spricht man von einem statischen elektrischen Feld. Im Alltag haben wir es jedoch meistens mit zeitlich veränderlichen Feldern zu tun. Die Frequenz charakterisiert diese veränderlichen Felder, ihre Maßeinheit Hertz (Hz) gibt die Zahl der Schwingungen pro Sekunde an. Bei dem im Haushalt genutzten Wechselstrom be...