Henry (Einheit)

Bedeutung und Definition

Das Henry mit dem Einheitenzeichen H ist im Internationalen Einheitensystem (SI) die Einheit der Induktivität und des magnetischen Leitwertes. Die Induktivität wird mit dem Formelzeichen L angegeben. Sie ist eine spezifische Eigenschaft einer Leiterspule und wird meistens auf der Spule vermerkt. Benannt ist die Einheit nach dem US-amerikanischen Physiker Joseph Henry.

Eine Spule besitzt eine Induktivität von 1 Henry, wenn eine gleichförmige Stromänderung von 1 Ampere in 1 Sekunde eine Selbstinduktionsspannung von 1 Volt erzeugt. Die Selbstinduktionsspannung ist dabei die elektrische Spannung, die durch die Änderung des Stroms in der Spule entsteht. Daher gilt:

1 H = 1 V·s/A = 1 Ω·s

Eine zweite gleichwertige Definition bezieht sich auf den magnetischen Fluss: Eine Induktivität beträgt 1 Henry, wenn ein Strom von 1 Ampere einen magnetischen Fluss von 1 Weber erzeugt. Somit gilt:

1 H = 1 Wb/A

In SI-Basiseinheiten lässt sich das Henry außerdem ausdrücken als:

1 H = 1 kg·m²/(A²·s²)

Seine physikalische Dimension lautet M·L²·T⁻²·I⁻².

Beziehungen zu den CGS-Einheiten

Im CGS-Einheitensystem, das auf Centimeter, Gramm und Sekunde beruht, hängt die Maßeinheit der Induktivität von der jeweiligen Variante des Systems ab.

Im elektromagnetischen CGS-Einheitensystem dient der Centimeter als Einheit der Induktivität; in diesem Zusammenhang wird er Abhenry (abH) genannt. Es gilt:

1 abH ≙ 10⁻⁹ H = 1 nH

Ein Nanohenry (nH) ist also ein Milliardstel Henry. Bei einer Induktivität von 1 abH erzeugt ein Strom, der pro Sekunde um 1 Abampere ansteigt, eine Spannung von 1 Abvolt.

Im elektrostatischen CGS-Einheitensystem wird dagegen das Stathenry (statH) verwendet. Seine Beziehung zum Henry lautet:

1 statH ≙ c² · 10⁻⁹ H ≈ 8,99 · 10¹¹ H = 899 GH

Dabei ist c ≈ 2,998 · 10¹⁰ der Zahlenwert der Lichtgeschwindigkeit, wenn diese in cm/s angegeben wird. Ein Gigahenry (GH) entspricht einer Milliarde Henry. Bei einer Induktivität von 1 statH erzeugt ein Stromanstieg von 1 Statampere pro Sekunde eine Spannung von 1 Statvolt.

Das Gauß’sche Einheitensystem, die mit Abstand wichtigste Variante des CGS-Systems, übernimmt die Definition aus dem elektrostatischen CGS-Einheitensystem. Nach einer Anmerkung von John David Jackson in seinem Standardwerk „Classical Electrodynamics“ besteht hierbei allerdings keine vollständige Einheitlichkeit.

Frühere Festlegungen

Vor der Einführung des SI unterschied man zwischen dem heutigen SI-Henry und einem von der damaligen Definition des Ohm abgeleiteten Henry. Das heutige SI-Henry hieß absolutes Henry, während die andere Einheit als internationales Henry bezeichnet wurde.

Die nationalen Standardbehörden ermittelten wegen der vorgeschriebenen Messverfahren unterschiedliche Umrechnungsfaktoren. Deshalb besaß das internationale Henry je nach Land verschiedene Zahlenwerte. Das Internationale Komitee für Maß und Gewicht legte 1946 das mittlere internationale Ohm auf 1,00049 Ω fest. Daraus folgte für die Induktivität:

1 mittleres internationales Henry = 1 H_int = 1,00049 H

Von Bedeutung war außerdem das US-amerikanische internationale Henry:

1 US-amerikanisches internationales Henry = 1,000495 H

Früher wurde das Henry auch „Quadrant“ genannt. Der Grund dafür war, dass 1 Henry im elektromagnetischen CGS-Einheitensystem hinsichtlich Dimension und Länge einem Erdquadranten von 10⁹ cm entspricht.