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Lösungsweg: AK102

Frage: Durch welche Größe sind Beträge der elektrischen und magnetischen Feldstärke eines elektromagnetischen Feldes im Fernfeld miteinander verknüpft?
Lösung: Durch den Wellenwiderstand im jeweiligen Medium

Erklärung:

Im Fernfeld sind die Beträge der elektrischen Feldstärke $E$ und der magnetischen Feldstärke $H$ eines elektromagnetischen Feldes durch den Wellenwiderstand $Z$ miteinander verknüpft.

$$E = H \cdot Z$$

Anders ausgedrückt:

Im Fernfeld ist das Verhältnis zwischen elektrischer Feldstärke $E$ und magnetischer Feldstärke $H$ konstant und entspricht dem Wellenwiderstand $Z$:

$$\frac{E}{H} = Z$$

Dadurch lässt sich aus der Messung einer Feldkomponente die andere berechnen. Im Nahfeld ist dies im Allgemeinen nicht möglich.

Der Wellenwiderstand $Z$ hängt dabei vom Medium ab, in dem sich das elektromagnetische Feld ausbreitet. Für den Wellenwiderstand des freien Raums $Z_0$ gilt:

$$Z_0 = \sqrt{\frac{\mu_0}{\varepsilon_0}} \approx \qty{120\pi}{\ohm} \approx \qty{377}{\ohm}$$

Dabei bezeichnen $\mu_0$ und $\varepsilon_0$ die Permeabilität bzw. die Permittivität des Vakuums. Der Wellenwiderstand von Luft ist praktisch identisch mit dem des Vakuums.

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