1. Keamatan aruhan magnetik
Keamatan aruhan magnet ialah kuantiti fizik yang digunakan untuk menerangkan sifat medan magnet, dinyatakan oleh B, arah B pada satu titik dalam medan magnet ialah arah medan magnet pada titik itu, dan saiz B menunjukkan kekuatan medan magnet pada titik tersebut.
Dalam sistem unit SI (Sistem Unit Antarabangsa), unit kekuatan aruhan magnet ialah [volt · saat/meter 2], dan [volt]·[saat] dipanggil Weber, jadi unit kekuatan aruhan magnet dipanggil [Weber/meter 2] atau [Tesla], dirujuk sebagai [T], dalam sistem unit CGSM, unit kekuatan aruhan magnet ialah [Gauss]. Unit dilambangkan dengan simbol: V ialah [volt], s ialah [saat], m ialah [meter], Wb ialah [Weber], T ialah [T], Gs ialah [Gauss], mT ialah [milit].
1T=1Wb/m2=104Gs=103mT (1)
2, garis magnet daya, fluks magnet dan teorem kesinambungan fluks magnet
Medan magnet digambarkan secara grafik dengan garis medan magnet. Garisan medan magnet pelbagai medan magnet yang dijana oleh arus ditunjukkan dalam Rajah 1. Garis medan magnet ialah garisan tertutup tanpa kepala dan tanpa ekor yang mengelilingi arus, dan arah arus dan arah pulangan garisan medan magnet mematuhi sebelah kanan. peraturan.
Kami menentukan bahawa arah tangen mana-mana titik garis medan magnet ialah arah medan magnet (iaitu, B) pada titik itu, dan bilangan garis medan magnet per unit kawasan berserenjang dengan vektor B adalah sama dengan magnitud vektor B pada ketika itu. Dalam erti kata lain, di mana medan magnet kuat, garis medan magnet lebih tumpat, dan di mana medan magnet lemah, garis medan magnet lebih nipis.
Jumlah garisan daya magnet yang melalui permukaan dipanggil fluks magnet yang melalui permukaan dan diwakili oleh Φ. Pengiraan fluks magnet ditunjukkan dalam Rajah 2. Elemen luas diambil pada permukaan, dan sudut θ terbentuk antara arah garis normalnya dan arah B titik. Fluks magnet bagi unsur yang melalui kawasan tersebut ialah:
dφ=B×cosθ×ds (2)
Jadi jumlah fluks S melalui permukaan ialah
φ=# B×cosθ×ds (3)
Apabila B adalah seragam dan S ialah satah dan berserenjang dengan B, fluks magnet melalui satah S ialah:
φ = B×S (4)
Ini adalah hubungan yang sering digunakan dalam pengukuran magnetik.
Teorem fluks berterusan: Apabila satah S adalah permukaan tertutup, kerana garis medan magnet adalah garis tertutup, maka garis medan magnet melalui permukaan tertutup mesti melalui bahagian lain permukaan tertutup, jadi jumlah fluks magnet melalui sebarang permukaan tertutup mestilah sama dengan sifar. Maksudnya:
φ=# keranaθds=0 (5)
Unit fluks magnet ialah [Weber] dalam sistem unit SI, [Maxwell] dalam sistem unit CGSM, dan simbol singkatan [Mai] diwakili oleh Mx.
1Wb=108Mx (6)
3, kekuatan medan magnet, kebolehtelapan dan undang-undang gelung ampere
Kekuatan medan magnet ialah kuantiti fizikal yang diperkenalkan untuk memudahkan analisis hubungan antara medan magnet dan arus, ia juga merupakan vektor, dinyatakan oleh H, hubungannya dengan intensiti aruhan magnet ialah:
H = B/μ (7)
Di mana: μ ialah kebolehtelapan medium magnet, ditentukan oleh sifat medium magnet
Bersetuju. Dalam unit SI, kebolehtelapan vakum ialah:
μ0=4π×10-7 Henry/M (8)
Unit H ialah [ampere/meter], dalam sistem unit CGSM, kebolehtelapan vakum ialah 1, dan unit H ialah [Oster], singkatan daripada [Ao]. Unit diwakili oleh simbol: A ialah [ampere], Oe ialah [O], dan H ialah [Henry].
1A/m=4π×10-3 Oe (9)
Hukum gelung Ampere: Dalam medan magnet, vektor H mengikuti lengkung tertutup sewenang-wenangnya
Kamiran garisan sigma adalah sama dengan jumlah algebra bagi arus yang disertakan dalam lengkung tertutup ini. Maksudnya:
# H×cos ×dl=∑I (10)
Di mana: ialah Sudut antara arah tangen lengkung dan arah medan magnet titik.
Dengan menggunakan undang-undang gelung Ampere, kita boleh mengira dengan mudah medan magnet yang dihasilkan oleh arus dengan simetri spatial tertentu. Sebagai contoh, hitung kekuatan medan magnet pada titik P di dalam solenoid bulat yang dililit rapat dengan seragam, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4. Ambil bulatan sepusat jejari r melalui titik P sebagai lengkung kamiran tertutup. Disebabkan oleh hubungan simetri, kekuatan medan magnet pada setiap titik di sekeliling bulatan sepusat adalah sama, dan arah kekuatan medan magnet adalah di sepanjang arah tangen bulatan sepusat, iaitu,=0, jadi:
# H×cos ×dl=H*2πr=NI (11)
Jadi kekuatan medan magnet pada titik P: H=NI/ (2πr)
Di mana N ialah bilangan lilitan belitan. Daripada hubungan ini, dapat dilihat bahawa kekuatan medan magnet hanya ditentukan oleh pengagihan arus yang menjana medan magnet, dan tidak ada kaitan dengan sifat-sifat medium magnet.