(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); [c.297]

---

Элеком37, Магнитный поток. Электромагнитная индукция. Движение проводника в магнитном поле.

Магнитный поток. Электромагнитная индукция. Движение проводника в магнитном поле.

---

Магнитный поток. Электромагнитная индукция.

Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М.Фарадеем в 1831 году. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур. Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину:

где: B – модуль вектора магнитной индукции, α – угол между вектором магнитной индукции B и нормалью (перпендикуляром) к плоскости контура, S – площадь контура, N – количество витком в контуре. Единица магнитного потока в системе СИ называется Вебером (Вб).

Фарадей экспериментально установил, что при изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции εинд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:

Изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, может происходить по двум возможным причинам.

1.   Магнитный поток изменяется вследствие перемещения контура или его частей в постоянном во          времени магнитном поле. Это случай, когда проводники, а вместе с ними и свободные носители          заряда, движутся в магнитном поле. Возникновение ЭДС индукции объясняется действием силы          Лоренца на свободные заряды в движущихся проводниках. Сила Лоренца играет в этом случае          роль сторонней силы.

2.   Вторая причина изменения магнитного потока, пронизывающего контур, – изменение во времени          магнитного поля при неподвижном контуре.

При решении задач важно сразу определить за счет чего меняется магнитный поток. Возможно три варианта:

1.   Меняется магнитное поле.

2.   Меняется площадь контура.

3.   Меняется ориентация рамки относительно поля.

При этом при решении задач обычно считают ЭДС по модулю. Обратим внимание также внимание на один частный случай, в котором происходит явление электромагнитной индукции. Итак, максимальное значение ЭДС индукции в контуре состоящем из N витков, площадью S, вращающемся с угловой скоростью ω в магнитном поле с индукцией В:

Движение проводника в магнитном поле.

При движении проводника длиной l в магнитном поле B со скоростью v на его концах возникает разность потенциалов, вызванная действием силы Лоренца на свободные электроны в проводнике. Эту разность потенциалов (строго говоря, ЭДС) находят по формуле:

где: α — угол, который измеряется между направлением скорости и вектора магнитной индукции. В неподвижных частях контура ЭДС не возникает.

Если стержень длиной L вращается в магнитном поле В вокруг одного из своих концов с угловой скоростью ω, то на его концах возникнет разность потенциалов (ЭДС), которую можно рассчитать по формуле:

---

---

Другие стаьи по теме «Электричество»

1.     Электрический ток в газах и в вакууме.

2.     Электрический ток. Сила тока. Сопротивление.

3.     Закон Ома. Последовательное и параллельное соединение проводников.

4.     ЭДС. Закон Ома для полной цепи.

5.     Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца.

6.     Электролиз.

7.     Электрический заряд и его свойства.

8.     Закон Кулона.

9.     Электрическое поле и его напряженность.

10.   Принцип суперпозиции. Потенциальная энергия взаимодействия зарядов.

11.   Потенциал. Разность потенциалов. Напряжение.

12.   Электрическая емкость. Плоский конденсатор. Соединения конденсаторов.

13.   Проводящая сфера. Свойства проводника в электрическом поле.

14.   Сила Ампера. Сила Лоренца.

15.   Теория о магнитном поле.

16.   Магнитный поток. Электромагнитная индукция. Движение проводника в магнитном поле.

17.   Индуктивность. Самоиндукция. Энергия магнитного поля. Правило Ленца.

18.   Гармонические колебания.

19.   Математический маятник. Пружинный маятник. Механические волны.

20.   Электрический контур.

21.   Переменный ток. Трансформатор.

Вебер (единица измерения) Что это такое. Энциклопедия

Пользователи также искали:

что измеряется в теслах, что измеряется в веберах, единица измерения индуктивности, как называется единица измерения магнитного потока, магнитный поток единица измерения, один вебер равен раванда, единица, веберах, измерения, Вебер, вебер, измеряется, потока, вебер формула, что измеряется в теслах, что измеряется в веберах, теслах, поток, магнитный, единица измерения индуктивности, формула, называется, магнитного, один, равен, раванда, индуктивности, тесла, тесла единица измерения, Вебер единица измерения, как называется единица измерения магнитного потока, один вебер равен раванда, магнитный поток единица измерения, вебер (единица измерения),

Система единиц СИ

Главная \ Полезная информация \ Система единиц СИ

В таблице даны наименования, условные обозначения и размерности наиболее употребительных единиц в системе СИ. Для перехода к другим системам – СГСЭ и СГСМ – в последних столбцах приведены соотношения между единицами этих систем и соответствующими единицами системы СИ.

Для механических величин системы СГСЭ и СГСМ полностью совпадают, основными единицами здесь являются сантиметр, грамм и секунда.

Различие в системах СГС имеет место для электрических величин. Это обусловлено тем, что в качестве четвертой основной единицы в СГСЭ принята электрическая проницаемость пустоты (ε₀=1), а в СГСМ – магнитная проницаемость пустоты (μ₀=1).

В системе Гаусса основными единицами являются сантиметр, грамм и секунда, ε₀=1 и μ₀=1 (для вакуума). В этой системе электрические величины измеряются в СГСЭ, магнитные – в СГСМ.

 

Некоторые определения

Сила электрического тока — сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого поперечного сечения, расположенным на расстоянии 1м один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками силу, равную 2×10^-7Н на каждый метр длины.
Кельвин — единица измерения температуры, равная 1/273 части интервала от абсолютного нуля температур до температуры таяния льда.
Кандела (свеча) — сила света, испускаемого с площади 1/600000м² сечения полного излучателя, в перпендикулярном этому сечению направлении, при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины при давлении 1011325Па.
Ньютон — сила, которая телу массой 1кг сообщает ускорение 1м/с² в направление ее действия.
Паскаль — давление, вызываемое силой в 1Н, равномерно распределенной по поверхности площадью 1м².
Джоуль — работа силы 1Н при перемещении ею тела на расстоянии 1м в направлении ее действия.
Ватт — мощность, при которой за 1сек совершается работа, равная 1Дж.
Кулон — количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника в течение 1сек при токе силой 1А.
Вольт — напряжение на участке электрической цепи с постоянным током силой 1А, в котором затрачивается мощность 1Вт.
Вольт на метр — напряженность однородного электрического поля, при которой между точками, находящимися на расстоянии 1м вдоль линии напряженности поля, создается разность потенциалов 1В.
Ом — сопротивление проводника, между концами которого при силе тока 1А возникает напряжение 1В.
Ом-метр — электрическое сопротивление проводника, при котором цилиндрический прямолинейный проводник площадью сечения 1м² и длиной 1м имеет сопротивление 1Ом.
Фарада — емкость конденсатора, между обкладками которого при заряде 1Кл возникает напряжение 1В.
Ампер на метр — напряженность магнитного поля в центре длинного соленоида с n витками на каждый метр длины, по которым проходит ток силой А/n.
Вебер — магнитный поток, при убывании которого до нуля в контуре, сцепленном с этим потоком, сопротивлением 1Ом проходит количество электричества 1Кл.
Генри — индуктивность контура, с которым при силе постоянного тока в нем 1А сцепляется магнитный поток 1Вб.
Тесла — магнитная индукция, при которой магнитный поток сквозь поперечное сечение площадью 1м² равен 1Вб.
Генри на метр — абсолютная магнитная проницаемость среды, в которой при напряженности магнитного поля 1А/м создается магнитная индукция 1Гн.
Стерадиан — телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.
Люмен — произведение силы света источника на телесный угол, в который посылается световой поток.

Некоторые внесистемные единицы

Величина	Единица измерения		Значение в единицах СИ
	наименование	обозначение
Сила	килограмм-сила стен	сн	10Н
Давление и механическое напряжение	техническая атмосфера	ат	98066,5Па
	килограмм-сила на квадратный сантиметр	кгс/см2
	физическая атмосфера	атм	101325Па
	миллиметр водяного столба	мм вод. ст.	9,80665Па
	миллиметр ртутного столба	мм рт. ст.	133,322Па
Работа и энергия	килограмм-сила-метр	кгс×м	9,80665Дж
	киловатт-час	кВт×ч	3,6×106Дж
Мощность	килограмм-сила-метр в секунду	кгс×м/с	9,80665Вт
	лошадиная сила	л.с.	735,499Вт

 

Интересный факт. Понятие лошадиная сила ввел отец известного ученого-физика Ватта. Ватт-отец был инженером-конструктором паровых машин, и ему было жизненно необходимо убедить владельцев шахт покупать его машины вместо тягловых лошадей. Чтобы хозяева шахт могли посчитать выгоду, Ватт придумал термин лошадиная сила для определения мощности паровых машин. Одна л.с. по Ватту — это 500 фунтов груза, которые лошадь могла тянуть весь рабочий день. Так что одна лошадиная сила — это способность тянуть телегу с 227кг груза в течении 12 часового рабочего дня. Паровые машины, продаваемые Ваттом, имели всего несколько лошадиных сил.

Приставки и множители для образования десятичных кратных и дольных единиц 

Приставка	Обозначение		Множитель, на который умножаются единицы системы СИ
	отечественное	международное
Мега	М	М	106
Кило	к	k	103
Гекто	г	h	102
Дека	да	da	10
Деци	д	d	10-1
Санти	с	c	10-2
Милли	м	m	10-3
Микро	мк	µ	10-6
Нано	н	n	10-9
Пико	п	p	10-12

Система единиц СИ

В таблице даны наименования, условные обозначения и размерности наиболее употребительных единиц в системе СИ. Для перехода к другим системам – СГСЭ и СГСМ – в последних столбцах приведены соотношения между единицами этих систем и соответствующими единицами системы СИ.

Для механических величин системы СГСЭ и СГСМ полностью совпадают, основными единицами здесь являются сантиметр, грамм и секунда.

Различие в системах СГС имеет место для электрических величин. Это обусловлено тем, что в качестве четвертой основной единицы в СГСЭ принята электрическая проницаемость пустоты (ε₀=1), а в СГСМ – магнитная проницаемость пустоты (μ₀=1).

В системе Гаусса основными единицами являются сантиметр, грамм и секунда, ε₀=1 и μ₀=1 (для вакуума). В этой системе электрические величины измеряются в СГСЭ, магнитные – в СГСМ.

 

Некоторые определения

Сила электрического тока — сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого поперечного сечения, расположенным на расстоянии 1м один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками силу, равную 2×10^-7Н на каждый метр длины.
Кельвин — единица измерения температуры, равная 1/273 части интервала от абсолютного нуля температур до температуры таяния льда.
Кандела (свеча) — сила света, испускаемого с площади 1/600000м² сечения полного излучателя, в перпендикулярном этому сечению направлении, при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины при давлении 1011325Па.
Ньютон — сила, которая телу массой 1кг сообщает ускорение 1м/с² в направление ее действия.
Паскаль — давление, вызываемое силой в 1Н, равномерно распределенной по поверхности площадью 1м².
Джоуль — работа силы 1Н при перемещении ею тела на расстоянии 1м в направлении ее действия.
Ватт — мощность, при которой за 1сек совершается работа, равная 1Дж.
Кулон — количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника в течение 1сек при токе силой 1А.
Вольт — напряжение на участке электрической цепи с постоянным током силой 1А, в котором затрачивается мощность 1Вт.
Вольт на метр — напряженность однородного электрического поля, при которой между точками, находящимися на расстоянии 1м вдоль линии напряженности поля, создается разность потенциалов 1В.
Ом — сопротивление проводника, между концами которого при силе тока 1А возникает напряжение 1В.
Ом-метр — электрическое сопротивление проводника, при котором цилиндрический прямолинейный проводник площадью сечения 1м² и длиной 1м имеет сопротивление 1Ом.
Фарада — емкость конденсатора, между обкладками которого при заряде 1Кл возникает напряжение 1В.
Ампер на метр — напряженность магнитного поля в центре длинного соленоида с n витками на каждый метр длины, по которым проходит ток силой А/n.
Вебер — магнитный поток, при убывании которого до нуля в контуре, сцепленном с этим потоком, сопротивлением 1Ом проходит количество электричества 1Кл.
Генри — индуктивность контура, с которым при силе постоянного тока в нем 1А сцепляется магнитный поток 1Вб.
Тесла — магнитная индукция, при которой магнитный поток сквозь поперечное сечение площадью 1м² равен 1Вб.
Генри на метр — абсолютная магнитная проницаемость среды, в которой при напряженности магнитного поля 1А/м создается магнитная индукция 1Гн.
Стерадиан — телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.
Люмен — произведение силы света источника на телесный угол, в который посылается световой поток.

Некоторые внесистемные единицы

Величина	Единица измерения		Значение в единицах СИ
	наименование	обозначение
Сила	килограмм-сила стен	сн	10Н
Давление и механическое напряжение	техническая атмосфера	ат	98066,5Па
	килограмм-сила на квадратный сантиметр	кгс/см2
	физическая атмосфера	атм	101325Па
	миллиметр водяного столба	мм вод. ст.	9,80665Па
	миллиметр ртутного столба	мм рт. ст.	133,322Па
Работа и энергия	килограмм-сила-метр	кгс×м	9,80665Дж
	киловатт-час	кВт×ч	3,6×106Дж
Мощность	килограмм-сила-метр в секунду	кгс×м/с	9,80665Вт
	лошадиная сила	л.с.	735,499Вт

 

Интересный факт. Понятие лошадиная сила ввел отец известного ученого-физика Ватта. Ватт-отец был инженером-конструктором паровых машин, и ему было жизненно необходимо убедить владельцев шахт покупать его машины вместо тягловых лошадей. Чтобы хозяева шахт могли посчитать выгоду, Ватт придумал термин лошадиная сила для определения мощности паровых машин. Одна л.с. по Ватту — это 500 фунтов груза, которые лошадь могла тянуть весь рабочий день. Так что одна лошадиная сила — это способность тянуть телегу с 227кг груза в течении 12 часового рабочего дня. Паровые машины, продаваемые Ваттом, имели всего несколько лошадиных сил.

Приставки и множители для образования десятичных кратных и дольных единиц 

Приставка	Обозначение		Множитель, на который умножаются единицы системы СИ
	отечественное	международное
Мега	М	М	106
Кило	к	k	103
Гекто	г	h	102
Дека	да	da	10
Деци	д	d	10-1
Санти	с	c	10-2
Милли	м	m	10-3
Микро	мк	µ	10-6
Нано	н	n	10-9
Пико	п	p	10-12

Магнитный поток и электромагнитная индукция: физические формулы

Среди физических величин важное место занимает магнитный поток. В этой статье рассказывается о том, что это такое, и как определить его величину.

Формула магнитного потока

Что такое магнитный поток

Это величина, определяющая уровень магнитного поля, проходящего через поверхность. Обозначается «ФФ» и зависит от силы поля и угла прохождения поля через эту поверхность.

Рассчитывается она по формуле:

ФФ=B⋅S⋅cosα, где:

• ФФ – магнитный поток;
• В – величина магнитной индукции;
• S – площадь поверхности, через которую проходит это поле;
• cosα – косинус угла между перпендикуляром к поверхности и потоком.

Единицей измерения в системе СИ является «вебер» (Вб). 1 вебер создаётся  полем величиной 1 Тл, проходящим перпендикулярно поверхности площадью 1 м².

Таким образом, поток максимален при совпадении его направления с вертикалью и равен «0», если он параллелен с поверхностью.

Интересно. Формула магнитного потока аналогична формуле, по которой рассчитывается освещённость.

Постоянные магниты

Одним из источников поля являются постоянные магниты. Они известны много веков. Из намагниченного железа изготавливалась стрелка компаса, а в Древней Греции существовала легенда об острове, притягивающем к себе металлические части кораблей.

Постоянные магниты есть различной формы и изготавливаются из разных материалов:

• железные – самые дешёвые, но обладают меньшей притягивающей силой;
• неодимовые – из сплава неодима, железа и бора;
• альнико – сплав железа, алюминия, никеля и кобальта.

Все магниты являются двухполюсными. Это заметнее всего в стержневых и подковообразных устройствах.

Если стержень подвесить за середину или положить на плавающий кусочек дерева или пенопласта, то он развернётся по направлению «север-юг». Полюс, показывающий на север, называют северным и на лабораторных приборах красят в синий цвет и обозначают «N». Противоположный, показывающий на юг, – красный и обозначен » S». Одноимёнными полюсами магниты притягиваются, а противоположными – отталкиваются.

В 1851 году Майкл Фарадей предложил понятие о замкнутых линиях индукции. Эти линии выходят из северного полюса магнита, проходят по окружающему пространству, входят в южный и внутри устройства возвращаются к северному. Ближе всего линии и напряжённость поля у полюсов. Здесь также выше притягивающая сила.

Если на устройство положить кусок стекла, а сверху тонким слоем насыпать железные опилки, то они расположатся вдоль линий магнитного поля. При расположении рядом нескольких приборов опилки покажут взаимодействие между ними: притяжение или отталкивание.

Магнит и железные опилки

Магнитное поле Земли

Нашу планету можно представить в виде магнита, ось которого наклонена на 12 градусов. Пересечения этой оси с поверхностью называют магнитными полюсами. Как и у любого магнита, силовые линии Земли идут от северного полюса к южному. Возле полюсов они проходят перпендикулярно поверхности, поэтому там стрелка компаса ненадёжна, и приходится использовать другие способы.

Частицы «солнечного ветра» имеют электрический заряд, поэтому при движении вокруг них появляется магнитное поле, взаимодействующее с полем Земли и направляющее эти частицы вдоль силовых линий. Тем самым это поле защищает земную поверхность от космической радиации. Однако возле полюсов эти линии направлены перпендикулярно поверхности, и заряженные частицы попадают в атмосферу, вызывая северное сияние.

Электромагниты

В 1820 году Ганс Эрстед, проводя эксперименты, увидел воздействие проводника, по которому протекает электрический ток, на стрелку компаса. Через несколько дней Андре-Мари Ампер обнаружил взаимное притяжение двух проводов, по которым протекал ток одного направления.

Интересно. Во время электросварочных работ рядом расположенные кабеля двигаются при изменении силы тока.

Позже Ампер предположил, что это связано с магнитной индукцией тока, протекающего по проводам.

В катушке, намотанной изолированным проводом, по которому протекает электрический ток, поля отдельных проводников усиливают друг друга. Для увеличения силы притяжения катушку наматывают на незамкнутом стальном сердечнике. Этот сердечник намагничивается и притягивает железные детали или вторую половину сердечника в реле и контакторах.

Электромагниты

Электромагнитная индукция

При изменении магнитного потока в проводе наводится электрический ток. Этот факт не зависит от того, какими причинами было вызвано это изменение: перемещением постоянного магнита, движением провода или изменением силы тока в рядом расположенном проводнике.

Это явление было открыто Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Его эксперименты показали, что ЭДС (электродвижущая сила), появляющаяся в контуре, ограниченном проводниками, прямопропорциональна скорости изменения потока, проходящего через площадь этого контура.

Важно! Для возникновения ЭДС провод должен пересекать силовые линии. При движении вдоль линий ЭДС отсутствует.

Если катушка, в которой возникает ЭДС, включена в электрическую цепь, то в обмотке возникает ток, создающий в катушке индуктивности своё электромагнитное поле.

Правило правой руки

При движении проводника в магнитном поле в нём наводится ЭДС. Её направленность зависит от направления движения провода. Метод, при помощи которого определяется направление магнитной индукции, называется «метод правой руки».

Правило правой руки

Расчёт величины магнитного поля важен для проектирования электрических машин и трансформаторов.

Видео

Оцените статью:

единиц СИ

единиц СИ

Единицы в электричестве и магнетизме

В таблицах ниже перечислены системы электрических и магнитных блоков. Они включают только единицы, представляющие интерес в области радио.
Старыми системами были CGS и гауссова система. основан на сочетании электростатических устройств (ESU) и электромагнитных устройств. (ЭМУ).

Действующим стандартом является Международная система единиц (СИ), иногда их называют рационализированными агрегатами МКС.
Преобразование одной системы в другую осуществляется двумя способами. во-первых численно путем умножения коэффициентов. Обратите внимание, что c обозначает скорость света в космосе и его значение составляет ровно 299792458 метров в секунду. (по определению метра).

Другой метод преобразования позволяет изменять формулы, указанные в старые книги в современную форму СИ. Это будет особенно полезно для если у вас, как и у меня, есть книги Термана, Скрогги и т. д.или Адмиралтейство Справочник по беспроводной телеграфии. Было много полезных формул в эти старые книги, которым теперь можно дать новую жизнь.

Я постарался сделать таблицы максимально полными и точными. и проверили множество разных источников. Тем не менее могут быть ошибки и буду благодарен за исправления и дополнения. Пожалуйста, напишите мне на электронную почту по адресу, указанному на домашней странице.

Единицы СИ

Примечания:
c (скорость света) = 299792458 метров в секунду точно (по определению метра)
= 1 / (4 10 ^-7 c ² ) = 8.85418781762039 x 10 ^-12 фарад / метр (приблизительно)
= 4 10 ^-7 = 1,25663706143592 x 10 ^-6 генри / метр (приблизительно)

Единицы CGS

Примечания:
В первом столбце «Размеры» I используется как базовая единица.
Во втором выражается в единицах длины, массы и времени.

Гауссовы единицы

Система Гаусса использует сочетание электростатических и электромагнитных единиц.
Есть две общие формы, гауссова и модифицированная гауссова, которые определяют электрический ток в магнитных единицах

Преобразование формул Гаусса в SI

Чтобы преобразовать формулу из формы Гаусса в форму СИ, замените элементов с обеих сторон уравнения, используя приведенную ниже таблицу.Масса, длина, Время и другие, не указанные ниже, не изменяются.

Пример преобразования формулы

Уравнения Максвелла

В гауссовых единицах:

При преобразовании в единицы СИ они становятся:

Об упрощении

Тогда с помощью получаем:

Приблизительные единицы ESU / EMU в единицах СИ

2.5: Плотность магнитного потока — Physics LibreTexts

Плотность магнитного потока — это векторное поле, которое мы идентифицируем с помощью символа \ ({\ bf B} \) и которое имеет единицы СИ в тесла (Т).Прежде чем предложить формальное определение, полезно рассмотреть более широкую концепцию магнитного поля .

Магнитные поля являются неотъемлемым свойством некоторых материалов, особенно постоянных магнитов. Основное явление, вероятно, знакомо и показано на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). У стержневого магнита есть «полюса», обозначенные как «N» («север») и «S» («юг»). N-конец одного магнита притягивает S-конец другого магнита, но отталкивает N-конец другого магнита и так далее. Существование векторного поля очевидно, поскольку наблюдаемая сила действует на расстоянии и утверждается в определенном направлении.В случае постоянного магнита магнитное поле возникает из-за механизмов, происходящих в масштабе атомов и электронов, составляющих материал. Эти механизмы требуют некоторого дополнительного объяснения, которое мы пока отложим.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): свидетельство векторного поля из наблюдений силы, воспринимаемой стержневыми магнитами справа в присутствии стержневых магнитов слева. (CC BY 3.0; Ю. Цинь).

Магнитные поля также появляются при наличии тока.Например, обнаружено, что катушка с проводом, по которой проходит ток, влияет на постоянные магниты (и наоборот) так же, как постоянные магниты влияют друг на друга. Это показано на рисунке \ (\ PageIndex {2} \). Из этого мы заключаем, что лежащий в основе механизм такой же, то есть векторное поле, генерируемое токонесущей катушкой, является тем же явлением, что и векторное поле, связанное с постоянным магнитом. Каким бы ни был источник, теперь мы заинтересованы в количественной оценке его поведения.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Доказательство того, что ток также может создавать магнитное поле.(CC BY 4.0; Ю. Цинь).

Для начала рассмотрим действие магнитного поля на электрически заряженную частицу. Во-первых, представьте себе область свободного пространства без электрических или магнитных полей. Затем представьте, что появляется заряженная частица. Эта частица не будет испытывать силы. Далее появляется магнитное поле; возможно, это связано с постоянным магнитом или током поблизости. Эта ситуация показана на рисунке \ (\ PageIndex {2} \) (вверху). Тем не менее, к частице не приложена сила. Фактически, ничего не происходит, пока частица не придет в движение.На рисунке \ (\ PageIndex {3} \) (внизу) показан пример. Внезапно частица воспринимает силу. Мы скоро перейдем к деталям о направлении и величине, но основная идея теперь очевидна. Магнитное поле — это то, что прилагает силу к движущейся заряженной частице, отличную от силы, связанной с электрическим полем (фактически, в дополнение к ней).

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): сила, воспринимаемая заряженной частицей, которая (вверху) неподвижна и (внизу) движется со скоростью \ (\ mathbf {v} = \ hat {\ mathbf {z}} v \ ), которая перпендикулярна плоскости этого документа и обращена к читателю (CC BY 4.0; Ю. Цин).

Стоит отметить, что движущаяся одиночная заряженная частица представляет собой простейшую форму тока. Помните также, что для того, чтобы магнитное поле влияло на частицу, необходимо движение. Следовательно, не только ток является источником магнитного поля, магнитное поле также оказывает влияние на ток. Суммируя:

Магнитное поле описывает силу, действующую на постоянные магниты и токи в присутствии других постоянных магнитов и токов.

Итак, как мы можем количественно определить магнитное поле? Ответ из классической физики включает другое экспериментально выведенное уравнение, которое предсказывает силу как функцию заряда, скорости и векторного поля \ ({\ bf B} \), представляющего магнитное поле.Вот оно: сила, приложенная к частице, несущей заряд \ (q \), равна

.

\ [\ mathbf {F} = q \ mathbf {v} \ times \ mathbf {B} \ label {m0005_eFqvB} \]

где \ ({\ bf v} \) — скорость частицы, а «\ (\ times \)» обозначает перекрестное произведение. Перекрестное произведение двух векторов находится в направлении, перпендикулярном каждому из двух векторов, поэтому сила, создаваемая магнитным полем, перпендикулярна как направлению движения, так и направлению, в котором указывает магнитное поле.

Читатель будет вправе задаться вопросом, почему сила, создаваемая магнитным полем, должна быть перпендикулярна к \ ({\ bf B} \). В таком случае, почему сила должна зависеть от \ (\ bf v \)? Это вопросы, на которые классическая физика не дает очевидных ответов. Эффективные ответы на эти вопросы требуют концепций из квантовой механики, где мы обнаруживаем, что магнитное поле является проявлением фундаментальной и удачно названной электромагнитной силы .Электромагнитная сила также усиливает электрическое поле, и только ограниченная интуиция, основанная на классической физике, заставляет нас воспринимать электрические и магнитные поля как отдельные явления. Для наших нынешних целей — и для наиболее часто встречающихся инженерных приложений — нам не нужны эти концепции. Достаточно принять эту кажущуюся странность как факт и действовать соответственно.

Анализ размеров \ ref {m0005_eFqvB} показывает, что \ ({\ bf B} \) имеет единицы измерения (N \ (\ cdot \) s) / (C \ (\ cdot \) m).В системе СИ эта комбинация единиц известна как тесла (Т).

Мы называем \ ({\ bf B} \) плотностью магнитного потока , и поэтому тесла — это единица плотности магнитного потока. Здесь уместно задать вопрос: что делает это плотностью потока? Короткий ответ заключается в том, что эта терминология несколько произвольна и на самом деле даже не является общепринятой. В инженерной электромагнетизме предпочтение называть \ ({\ bf B} \) «плотностью потока» объясняется тем, что мы часто обнаруживаем, что интегрируем \ ({\ bf B} \) по математической поверхности.2 \)) представляет собой описание магнитного поля, которое можно определить как решение уравнения \ ref {m0005_eFqvB}.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Магнитное поле стержневого магнита, иллюстрирующее силовые линии. (CC BY 4.0; Ю. Цин).

При описании магнитных полей мы иногда ссылаемся на концепцию силовой линии , определяемую следующим образом:

Линия магнитного поля — это кривая в пространстве, очерченная в направлении, в котором указывает вектор магнитного поля.

Эта концепция проиллюстрирована на рисунке \ (\ PageIndex {4} \) для постоянного стержневого магнита и на рисунке \ (\ PageIndex {5} \) для токонесущей катушки.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Магнитное поле токонесущей катушки, иллюстрирующее силовые линии. (CC BY 4.0; Ю. Цин).

Силовые линии магнитного поля примечательны по следующей причине:

Линия магнитного поля всегда образует замкнутый контур.

В некотором смысле это верно даже для силовых линий, которые кажутся прямыми (например, линии вдоль оси стержневого магнита и катушки на рисунках \ (\ PageIndex {4} \) и \ (\ PageIndex {5) } \), поскольку силовая линия, уходящая в бесконечность в одном направлении, снова появляется из бесконечности в противоположном направлении.

Авторы и авторство

Таблица для электрических и магнитных единиц СИ

Между электрической цепью и магнитной цепью можно найти аналогии. Таким образом, в соответствии с омическим сопротивлением в магнитной цепи определяется магнитное сопротивление. В электрической цепи напряжение является причиной электрического тока. Магнитное поле электромагнита создается магнитодвижущей силой рабочей катушки.Таким образом, магнитодвижущая сила соответствует магнитному напряжению.

Символ	Наименование количества	Производные единицы	Блок	Уравнение
U	Напряжение	Вольт	В
Q	Магнитодвижущая сила	Ампер	A	Q = I * N
I	Электрический ток	Ампер	A
Ф	Магнитный поток	Вебер	Вт (Вс)
Дж	Плотность электрического тока	Ампер / Квадратный метр	А / м 2
B	Плотность магнитного поля	тесла	Т	B = F / A
с	Электропроводность	Сименс / Измеритель	См / м
мкм	Проницаемость	Генри / метр	Г / м	µ = µ 0 * µ r
R	Электрическое сопротивление	Ом	1Ú2
R м	Электрическое сопротивление	Ампер / Вебер	A / Wb	R м = л / (µ * A)
G	электрическая проводимость	Сименс	S	G = 1 / R
L	Магнитная проницаемость	Вебер / Ампер	Вт / А	L = 1 / R м
Закон Ома	U = I * R		Q = F * R м
L	Индуктивность	Генри	H
С	Емкость	Фарад	F
п.	Реальная мощность	Вт	Вт
S	Комплекс мощности	Вольтампер	ВА
Q	Реактивная мощность	Вольт / реактивный	var
E	Электрическое поле	Вольт / метр	В / м
Q	Электрический заряд	Кулон	С
D	Поле смещения электрическое	Кулон / квадратный метр	С / м 2
H	Магнитное поле	Ампер / метр	А / м

«Назад
Магнитные единицы

. Seiko Instruments Inc.Подразделение Micro Energy

От От

Арт.	Квантификатор	Блок				системы единиц SI до системы единиц CGS	системы единиц CGS до системы единиц SI
		Система единиц СИ		Система единиц CGS
		Имя (выражение отношения )	Символ	Имя (реляционное выражение )	Символ
Магнитный поток	φ	Вебер (φ = BA)	Wb	Максвелл (φ = BA)	Mx	1Wb = 10 8 Mx	1Mx = 10 -8 Wb
Магнитный поток плотность	B	тесла	Т	Гаусс	G	1 т = 10 4G	1 г = 10 -4 т
Магнитная сила	H	Ампер на метр	А / м	Эрстед	Oe	1А / м = 4π / 10 3 Э = 1.257 × 10 -2 э	1Oe = 10 3 / 4π А / м = 79,578 А / м
Абсолютная проницаемость	мкм	Генри на метр	Г / м	Аблосут №	–	1H / м = 10 7 / 4π = 79,578 × 10 5	1 = 4π / 10 7 H / м = 1,257 × 10 -6 H / м
Проницаемость (коэффициент первичного сопротивления)	мкм r	Абсолютный номер (μ r = μ / μ 0 )	–	Абсолютный номер (μ r = μ)	–	То же самое в системе единиц SI и CGS.
Проницаемость	-п.	Генри (P = φ / Fm)	H	Максвелл по Гилберту (P = φ / Fm)	Mx / Gb	1H = 10 9 / 4π Mx / Gb = 7.958 × 10 7 Mx / Gb	1Mx / Gb = 4π / 10 9 H = 1,257 × 10 -8 H
Продукт магнитной энергии		Джоуль на кубический метр (BH)	Дж / м 3	Гаусс эрстед или эрг на кубический сантиметр (BH)	GOe эрг / см 3	1Дж / м 3 = 4π × 10GOe = 1,257 × 10 2 GOe = 1,257 × 10 2 эрг / см 3	1GOe = 1 / 4π × 10 -1 Дж / м 3 = 7.958 × 10 -3 Дж / м 3 = 1 эрг / см 3
Магнитная энергия	E	Джоуль (BH ・ AL / 2)	Дж	Эрг (В 2 A / 8π)	эрг	1Дж = 10 7 эрг	1эрг = 10 -7 Дж
Сила магнитного притяжения	F	Ньютон (B 2 A / 2μ0)	N	Dyne (B 2 A / 8π)	дым	1N = 10 5 дин (1N = 0.102 кгс)	1dyn = 10 -5 N (1 кгс = 9.807N)

Замечание1 ： A — площадь поперечного сечения (м, см)
※ Замечание2 ： L — длина пути потока (м, см)

PHYS207H Учебные советы

PHYS207H Учебные советы

Шт.

Механика

Физическая величина Блок Расстояние [м] Время [сек] Масса [кг] Плотность [кг / м 3 ] Скорость [м / сек] Разгон [м / с 2 ] Усилие [Ньютон] = [кг-м / сек 2 ] Давление [Н / м 2 ] = [паскаль] Работа или энергия [Джоуль] = [Н-м] Импульс [кг-м / сек] Уголок градусов или радиан, оба без единиц измерения Угловая скорость радиан [1 / сек] Угловое ускорение радиан [1 / сек 2 ] Крутящий момент [м-Н] Угловой момент [кг-м 2 / сек] Момент инерции [кг-м 2 ]

Электричество и магнетизм

Физическая величина Блок Электрический заряд [Кулон] Электрический ток [Ампер] = [Кулоны в секунду] Электрическое поле [Ньютон / кулон] эпсилон 0 [Кулон 2 / метр 2 / Ньютон] Электрический поток [Кулоновский счетчик 2 ] Электрический потенциал [Вольт] = [Джоули / Кулон] Емкость [Фарад] = [Кулоны / Вольт] Магнитное поле [Тесла] = [Ньютон-секунда / Кулон / метр] mu 0 [Тесламетр / Ампер] Магнитный поток [Вебер] = [Тесламетр 2 ] Индуктивность [Генри] = [Вольт секунды / Ампер] Сопротивление [Ом] = [Вольт / Ампер]

Примечание по единицам СИ

Основные единицы СИ — метр, килограмм, секунда, ампер, (градус) кельвин, и кандела.Все остальные единицы являются производными от этих шести.

Преобразователь единиц — Magfine

]]>

Величина магнетизма	Условное обозначение	SI		Сравнение преобразований				CGS
		Имя	Блок					Имя	Блок
Магнитный поток	φ	Вебер	Wb	10 8	>		10 -8	Максвелл	Mx
Плотность магнитного потока	В	тесла	Т	10 4	>		10 -4	Гаусс	G
Напряженность магнитного поля	H	Ампер / м	А / м	4π * 10 -3	>		10 3 / 4π	Эрстед	Oe
Сила магнетизма	M	Ампер / м	А / м	10 -3	>		10 3	Гаусс	G
Магнитная поляризация	Дж	тесла	Т	10 4 / 4π	>		4π * 10 -4	Гаусс	G
Магнитодвижущая сила	Fm	Ампер	А	4π * 10 -1	>		10 / 4π	Гилберт	Ги
Магнитное притяжение	F	Ньютон	N	10 5	>		10 -5	Dyne	дин
Магнитная проницаемость	мкм	Генри / м	Г / м	10 7 / 4π	>		4π * 10 -7		Абсолютное число
Вакуумная проницаемость	мк0	4π * 10 -7 Генри / м	Г / м	1					Абсолютное число
Магнитное сопротивление	Rm	1 / Генри	H -1	4π * 10 -9	>		10 9 / 4π	Гилберт / Максвелл	Ги / Мкс
Проницаемость	-п.	Генри	H	10 9 / 4π 9	>		4π * 10 -9	Максвелл / Гилберт	Mx / Gi
Максимальный энергетический продукт	BH	Джоуль / м 3	Дж / м 3	4π * 10	>		10 -1 / 4π	Гаусс / Эрстед	G, Oe
	BH	Джоуль / м 3	Дж / м 3	10	>		10 -1	эрг / см 3	эрг / см 3

Как преобразовать

Умножение суммы в единицах СИ на число в левой части стрелки> даст эквивалент в единицах СИ, а умножение суммы в единицах СИ на число в правой части стрелки <даст эквивалент в единицах СИ. .

тесла (единица) | Магнит-Лексикон / Глоссарий

Единица Тесла в магнетизме

Физическое лицо Tesla было названо в честь инженера и изобретателя Николы Тесла. Часто это указывает на силу магнитного поля. Формально это не совсем правильно, поскольку определение плотности магнитного потока не соответствует определению магнитного поля. Однако в конечном итоге его можно указать в двух величинах (единицах) Гаусс и Тесла. Следующее соотношение применяется для преобразования единицы Тесла

1 тесла = 10,000 Гаусс
1 T = 1000 мТл (esla)
1 кг (снаружи) = 0.1T (ESLA)

В физике плотность магнитного потока обозначается буквой B. Магнит — это ферромагнитный намагниченный материал. Сила магнита описывается остаточной намагниченностью. Таким образом, единицами остаточной намагниченности постоянного магнита являются также единицы Гаусса и Тесла.

Физические основы устройства Тесла и расчет

Единица Тесла имеет, например, соответствующую действительность и в системе СИ: здесь она обозначается единицами измерения килограмм и метр.Для измерения времени также используется секунда. Таким образом, единицы СИ, Тесла и Гаусс, не являются основными единицами измерения: плотность магнитного потока, наконец, может быть рассчитана по силе движущихся зарядов. Применяются следующие отношения:

Тесла равен Ньютону на метр и ампер. Примерный пример иллюстрирует это: он точно соответствует плотности потока Тесла, который воздействует на электрический проводник длиной 1 метр, который, в свою очередь, проводит ток силой 1 ампер, то есть притяжение ровно 1 ньютон.Необходимое магнитное поле создается током в проводнике или движущимися электронами.

По плотности магнитного потока B можно определить напряженность магнитного поля H. Плотность магнитного потока нужно разделить на проницаемость вакуума μ0 и проницаемость материала μ — например, материала сердечника катушки (обычно железа в трансформатор):

В литературе напряженность магнитного поля часто включает единицы Тесла. Как уже упоминалось, это не совсем правильно: Гаусс и Тесла — единицы измерения плотности магнитного потока.

No related posts.