Magnetisches Feld

Ein eingestecktes Stromkabel steht unter Wechselspannung, und es bildet sich ein elektrisches Wechselfeld. Was passiert jetzt aber, wenn ein Strom fließt, wenn die Lampe, deren Zuleitung unter Wechselspannung steht, eingeschaltet wird? Dann entsteht ein weiteres Feld, das magnetische Wechselfeld. Immer wenn ein Wechselstrom fließt, d.h. ein Verbraucher in Betrieb ist, bildet sich ein magnetisches Wechselfeld. Das magnetische Feld umgibt jeden Leiter in dem ein Wechselstrom fließt. Die Stärke des Feldes ist proportional zum Stromfluss.

Hochspannungsleitungen
elektrifizierte Bahntrasse

Magnetisches Wechselfeld

Das magnetische Wechselfeld wird in T = Tesla (bzw. mT,  µT oder nT) angegeben, so wie das statische Magnetfeld auch.  Das magnetische Wechselfeld ist mit vertretbarem Aufwand nicht abschirmbar. Im Gegensatz zum elektrischen Wechselfeld breitet sich das magnetische Wechselfeld ringförmig um die Quelle herum aus. Die Biologische Eigenschaft des magnetischen Wechselfeldes ist: Durch die zeitliche Änderung des Magnetflusses wird im Körper ein Wirbelstrom induziert, der umso stärker ist, je rascher die zeitliche Feldänderung erfolgt.

Dadurch dass die Feldlinien einen ringförmigen Verlauf haben, werden die körpereigenen Ladungsträger verwirbelt, und es entsteht in diesem Fall ein sogenannter induzierter Wirbelstrom. Hier werden die körpereigenen Ladungsträger nicht durch die außen am Körper anliegende Feldkraft zum Mitschwingen angeregt. Sondern die kreisförmigen Feldlinien des magnetischen Wechselfeldes durchdringen den Körper und verwirbeln dort im Körperinneren die Ladungsträger, was einen induzierten Wirbelstrom zur Folge hat.
Das Problem in der Zuleitung ist beim magnetischen Wechselfeld nicht so groß, denn wenn der Hin- und der Rückleiter parallel geführt sind, dann kompensieren sich die entgegengesetzt verlaufenden Ringe zu einem großen Teil. Das magnetische Wechselfeld in den Leitungen in der Wand ist demnach relativ gering. Es entfaltet seine volle Wirkung, die proportional zum Stromfluss ist, in voller Stärke erst an dem eigentlichen Stromverbraucher. Auch Erdleitungen des Energieversorgers sind deshalb relativ unproblematisch, wenn sie der Straße entlang unter dem Gehweg verlaufen und man jeweils nur eine Stichleitung ín das Haus zum Anschluss an den Zähler hat. 
Wenn man einen Leiter für sich allein betrachtet, dann kommt das magnetische Wechselfeld ohne Kompensation voll zur Geltung! Dies gilt auch für die Stromversorgungen, die in vielen (meist älteren Wohngebieten) noch über sogenannte Dachständer erfolgt. Es werden hier 4 separate Leitungen über die Dächer geführt und dann am Dachständer in das Hausinnere geleitet.  Aus Sicherheitsgründen sind diese Leitungen auf Abstand, damit sie der Wind nicht gegeneinander wehen und damit einen Kurzschluss verursachen kann. Das heißt aber für uns, wir haben es mit nahezu vier eigenständigen Feldquellen für das magnetische Wechselfeld zu tun. Genau das Gleiche gilt auch für alle Hochspannungsleitungen
.
Bahnstrom: Genauso problematisch oder unter bestimmten Bedingungen sogar noch problematischer als eine Hochspannungsleitung können elektrifizierte Bahntrassen sein. Der stromführende Teil ist die Oberleitung, an der die Lok den Strom abnimmt. Der Rückleiter ist die Schiene. Da Oberleitung und Schiene weit auseinander sind, kann sich das magnetische Wechselfeld an beiden Leitungen voll ausprägen. Es findet keine Kompensation statt. Eine zusätzliche Problematik ist die Schiene, die auf dem Erdboden verläuft. Je nach Bodenbeschaffenheit (auch Bodenfeuchte) kann das magnetische Wechselfeld sehr weit von der Bahnlinie entfernt noch nach hinten verschleppt werden. Wenn dann auch noch im Boden Fernwärme- oder Wasserleitungen verlegt sind, so können diese das magnetische Wechselfeld der Schiene noch mehrere 100 Meter weit von der Bahntrasse wegführen. Wie weit das gehen kann hängt von der Bodenbeschaffenheit, von im Boden verlegten Leitungen und vom Stromfluss der Bahnleitung ab.  Fakt ist aber, dass das Wohnen und Schlafen in der Nähe einer elektrifizierten Bahntrasse gesundheitlich sehr bedenklich ist. Das magnetische Wechselfeld ist immer vorhanden, egal ob gerade ein Zug vorbeifährt oder nicht, denn irgendwo auf der Strecke fährt immer ein Zug. Die Werte können auch stark schwanken, je nachdem, ob gerade gebremst (Wirbelstrombremse) oder beschleunigt wird.
Eine weitere Quelle für ein magnetisches Wechselfeld ist der Transformator. Ein Transformator wandelt Spannungswerte um.  Im Prinzip besteht der Transformator aus zwei gegenüberliegenden Spulen, die unterschiedliche Wicklungsanzahl haben. In dem Verhältnis, in dem die Windungsanzahl zueinander steht, in diesem Verhältnis wird auch die Spannung transformiert. Ein Transformator transformiert immer, solange an der Primärseite eine Wechselspannung anliegt, egal ob an der Sekundärseite ein Strom entnommen, d.h. ein Verbraucher angeschlossen ist, oder nicht. Spannung transformieren bedeutet, es entsteht dabei ein magnetisches Wechselfeld. Auch Ihr Ladegerät (Steckernetzteil) des Handys erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, egal ob Sie das Handy gerade aufladen oder nicht. Fassen Sie es an, und Sie werden feststellen, dass es immer warm ist. Fast in jedem Elektrogerät, das Sie im Haushalt verwenden, ist ein Transformator eingebaut, sofern dieses Gerät eine Elektronik enthält. Elektronische Schaltkreise werden mit Spannungen von ca. 3 – 24 Volt betrieben.
Ein weiteres Vorkommen von Transformatoren sind die sogenannten Trafostationen oder Trafohäuschen .In jedem Wohn- oder Gewerbegebiet befinden sich eine oder mehrere solcher Trafostationen. Manche Betriebe haben sogar ihre eigene Trafostation auf dem Gelände. Diese Transformatoren transformieren die vom Elektrizitätswerk geliefert Spannung von meist 10, 20 oder 110 kV herunter auf die 230 V, die wir ja in Haushalten verwenden. An diesen Trafostationen misst man in der Regel sehr hohe magnetische Wechselfelder, dies sind typischerweise Werte von weit über 2.000 nT. Auch die magnetischen Wechselfelder einer Trafostation können (wie die des Bahnstroms) über weite Strecken hin verschleppt werden. Entweder wenn entsprechende metallische Leitungen im Boden verlegt sind, oder wenn zum Beispiel ein Metallzaun um die Trafostation herum ist oder von ihr wegführt. Dieser Zaun könnte das magnetische Wechselfeld des Trafos hunderte Meter weit verschleppen. Auch von der Heizung (bzw. der Pumpe des Heiz- und Wasserkreislaufes ) aus können magnetische Wechselfelder im Haus verteilt werden. Oft kann man diese dann an den Heizkörpern im Haus mit recht hohen Werten messen. Das ist ein Grund ein Bett nicht neben einen Heizkörper zu stellen.