Elektromagnetische Wechselwirkung

Elektromagnetische Wechselwirkungen sind die gegenseitigen Einflüsse, die elektrische Ströme, Spannungen und elektromagnetische Felder aufeinander sowie auf Materie ausüben. Sie bilden die physikalische Grundlage für eine Vielzahl von Effekten in der Elektrotechnik – vom einfachen Transformator (bei dem ein veränderliches Magnetfeld in einer benachbarten Spule eine Spannung induziert) bis zur Datenübertragung per Funkwelle. Wenn ein elektrischer Leiter von einem sich ändernden Magnetfeld durchsetzt wird, induziert dies gemäß dem Induktionsgesetz eine elektrische Spannung im Leiter; umgekehrt erzeugt jeder fließende Strom ein Magnetfeld in seiner Umgebung. Auch elektrische Felder üben Kräfte auf geladene Teilchen aus und können zB in nahegelegenen Leitern Verschiebungsströme hervorrufen (kapazitive Kopplung). Solche Wechselwirkungen sind im Allgemeinen erwünscht und gezielt genutzt (etwa in Motoren, Transformatoren, Antennen), können aber auch unerwünschte Begleiterscheinungen haben: Zum Beispiel kann das Einschalten eines starken Motors Spannungsabfälle oder Überspannungen in anderen Teilen des Netzes verursachen, oder hochfrequente Schaltvorgänge erzeugen elektromagnetische Wellen, die benachbarte elektronische Geräte stören. In der Elektrosicherheit betrachtet man elektromagnetische Wechselwirkungen insbesondere im Hinblick darauf, unerwünschte Beeinflussungen zu beherrschen. So müssen Anlagen so geplant werden, dass kein gefährlicher gegenseitiger Einfluss entsteht – etwa durch ausreichende Abstände, Abschirmungen, Filter oder Potentialausgleich. Darüber hinaus wirken elektromagnetische Felder auch auf biologische Systeme: Starke niederfrequente Felder können zB in Menschen durch Induktion kleine Ströme erzeugen, und hochfrequente Felder (Mikrowellen) können Gewebe erwärmen. Deshalb gibt es Schutzgrenzwerte, um gesundheitliche Auswirkungen elektromagnetischer Wechselwirkungen zu vermeiden. Insgesamt umfasst der Begriff alle Effekte, bei denen Elektrizität und Magnetismus in Wechselbeziehung treten – sowohl technisch genutzt als auch als Störgröße – und bildet die Grundlage für sowohl moderne Kommunikationstechnologien als auch die Notwendigkeit von EMV-Maßnahmen.