Magnetisk flux: Hvad er det, ligning, enheder, densitet

Elektricitet og magnetisme er indviklet forbundet, hvilket fører til vedtagelsen af udtrykket elektromagnetisme til at beskrive tilknyttede fænomener. Faktisk undgik det omfang, dette er sandt, i vid udstrækning videnskabsfolk indtil sidste halvdel af 1800-tallet, da James Clerk Maxwell, der bygger på værker af anerkendte fysikere før ham, producerede sit berømte sæt af fire differentielle (calculus) ligninger, der binder sammen forskellige egenskaber ved magnetiske felter og elektriske felter.

Forståelse magnetisk flux
, eller magnetfeltlinjerne, der passerer gennem et defineret geometrisk plan kaldet et vektorområde
, fører til flere vigtige fysiske fænomener, herunder elektromagnetisk induktion
eller generering af elektromotorisk kraft (EMF).
Hvad er magnetisk flux?

Total magnetisk flux er i det væsentlige et mål for hvor mange magnetfeltlinjer passerer gennem et givet overfladeareal A - det vil sige et mål for magnetfeltets styrke. Mere formelt er det defineret som:

Φ _{B \u003d B⋅A \u003d BA (cos θ)}

hvor θ er vinklen mellem magnetfeltet B og vinkelret til A
i det definerede område.

Magnetfeltet B, eller magnetisk fluxdensitet pr. enhedsareal
, måles i tesla (T) i SI-enheder, mens A er det område, hvor feltet passerer i m ^{2. SI-enheden for magnetisk flux er weberen (Wb), hvor Wb \u003d T⋅m ^{2.

Hvis B ikke er ensartet over A's overflade, er beregningsdefinitionen, at Φ \u003d ∫B⋅dA. Denne integrerede overfladefunktion betyder, at fluxværdierne gennem næsten uendeligt små dele af A bestemmes uafhængigt og summeres sammen for at få en sammensat værdi.
Hvad er betydningen af magnetisk flux?

Gauss's lov: Nettomagnetisk flux gennem en lukket overflade
er 0
. Dette er den anden af Maxwells ligninger, og det stemmer overens med tanken om, at der ikke er magnetiske monopoler.

Uanset hvor lille volumen du vælger, kan et magnetfelt altid beskrives som at inkludere en dipol, eller "a tiny invisible bar magnet.", 3, [[Dette står i kontrast til elektriske felter, der genereres af punktladninger (eller matriser af isolerbare punktladninger).

Faradays lov om elektromagnetisme: induceret elektromotorisk kraft
(EMF) i en trådspole med N vendinger N multipliceres med ændringen i flux med tiden:

EMF \u003d N (ΔΦ /Δt)

Flux kan ændres i tiden ved at variere B, ændre tværsnitsområdet A, eller ændre vinklen mellem B og A ved at dreje spolen eller feltkilden.}}

EMF har spændingsenheder (potentialeforskel), ikke kraft. Det kaldes en "kraft", fordi spænding er det, der inducerede ladninger til at bevæge sig, der producerer strøm, i første omgang.

Lenz's lov: induceret elektrisk strøm strømmer i en retning, der modsætter sig den ændring, der forårsagede den. For eksempel kan du sige, at du har en trådspole, der ikke er tilsluttet nogen strømkilde.

Forestil dig at bevæge en stangmagnet i længderetningen ind i midten af spolen langs dens akse, som at indsætte en stang lige ned i midten af et langt rør uden at røre ved rørets sider. Dette øgede felt i spolen inducerer strøm til at strømme i en retning, så det genererer magnetfelt imod stigningen.

Hvis du gentager denne procedure efter at have udskiftet sydpolens og nordpolens ender af magneten, frembragt ændringen er lig i størrelse og modsat i retning sammenlignet med det første tilfælde, og strømmen vil flyde i den modsatte retning som et resultat.

Sidste artikelBølger (egenskaber og karakteristika): Amplitude, periode, frekvens, bølgelængde

Næste artikelElektromagnetiske bølger: Hvad er de & hvordan de produceres (w /eksempler)