Elekter ja magnetism on keerukalt seotud, mis viib selle termini omaksvõtmisenielektromagnetismseotud nähtuste kirjeldamiseks. Tegelikult vältis see, kuivõrd see on tõsi, teadlasi suures osas kuni 1800. aastate teise pooleni, mil James Clerk Maxwell lugupeetud füüsikud enne teda koostasid oma kuulsa kogumi neljast diferentsiaalvõrrandist, mis seovad kokku magnetväljade erinevad omadused ja elektriväljad.
Mõistminemagnetvoogvõi magnetvälja jooned, mis läbivad määratletud geomeetrilist tasapinda, mida nimetatakse avektori pindala, viib mitmete oluliste füüsikaliste nähtusteni, sealhulgaselektromagnetiline induktsioonvõi elektromotoorjõu tekitamine.
Mis on magnetvoog?
Kogu magnetvoog on sisuliselt mõõtühikmitu magnetvälja joont läbib antud pindala A- see tähendab magnetvälja tugevuse mõõtmist. Ametlikumalt on see määratletud järgmiselt:
\ Phi_B = B \ cdot A = BA \ cos {\ theta}
kus θ on magnetvälja B ja nurkristi A-gamääratletud piirkonnas.
- Magnetväli B võimagnetvoo tihedus pindalaühiku kohta, mõõdetakse tesla (T) SI ühikutes, samas kui A on ala, mida väli läbib, meetrites 2. Magnetvoo SI ühik on weber (Wb), kus Wb = T⋅m2.
Kui B ei ole kogu A pinnal ühtlane, on arvutuse definitsiooniks see, et Φ = ∫B⋅dA. See pinna integraalfunktsioon tähendab, et peaaegu lõpmatult väikeste A osade kaudu toimuvad voo väärtused määratakse iseseisvalt ja liidetakse kokku, et saada liitväärtus.
Mis on magnetvoo tähtsus?
Gaussi seadus: Netomagnetvoog läbi suletud pinna on 0. See on Maxwelli võrranditest teine ja see on kooskõlas ideega, et magnetilisi monopole pole olemas.
Sõltumata sellest, kui väikese helitugevuse valite, võib magnetvälja alati kirjeldada kui dipooli või pisikese nähtamatu vardamagnetiga. See vastandub elektriväljadele, mille tekitavad punktlaengud (või isoleeritavate punktlaengute massiivid).
Faraday elektromagnetismi seadus:Esilekutsutudelektromotoorjõud(EMF) N pöördega juhtmemähises on N korrutatud voo muutusega ajas:
EMF = N \ frac {\ Delta \ Phi} {\ Delta t}
Voogu saab ajas muuta, muutes B, muutes ristlõikepinda A või muutes nurka B ja A mähise või väljaallika pööramise teel.
- EMF-il on pingeühikud (potentsiaalide vahe), mitte jõud. Seda nimetatakse "jõuks", sest pinge on see, mis kõigepealt tekitab laengute liikumise, tekitades voolu.
Lenzi seadus:Indutseeritud elektrivool voolab suunas, mis on vastu selle põhjustanud muutusele. Oletame näiteks, et teil on traadimähis, mis pole ühegi toiteallikaga ühendatud.
Kujutage ette, et vardamagnet liigutatakse piki mähise keskosa piki oma telge, nagu sisestaksite varda pika toru keskelt otse toru külgi puudutamata. See spiraali suurenenud väli indutseerib voolu voolama sellises suunas, et see tekitaks magnetvälja suurenemisele vastupidiselt.
Kui korrate seda protseduuri pärast magneti lõunapooluse ja põhjapooluse otsa vahetamist, on tekitatud muutus võrdne suurusjärgus ja vastupidises suunas võrreldes esimese juhtumiga, ja vool voolab vastupidises suunas kui a tulemus.