Elektra ir magnetizmas yra labai susiję, todėl šis terminas yra priimtaselektromagnetizmasapibūdinti susijusius reiškinius. Tiesą sakant, tai, kiek tai tiesa, mokslininkų išvengė iki antrosios 1800-ųjų pusės, kai Jamesas Clerkas Maxwellas, remdamasis gerbiami fizikai prieš jį, sukūrė savo garsųjį keturių diferencialinių (skaičiavimo) lygčių rinkinį, susiejantį įvairias magnetinių laukų savybes ir elektriniai laukai.
Supratimasmagnetinis srautas, arba magnetinio lauko linijos, einančios per apibrėžtą geometrinę plokštumą, vadinamą avektoriaus plotas, sukelia keletą svarbių fizinių reiškinių, įskaitantelektromagnetinė indukcijaarba elektromotorinės jėgos generavimas (EMF).
Kas yra magnetinis srautas?
Bendras magnetinis srautas iš esmės yrakiek magnetinio lauko linijų eina per tam tikrą paviršiaus plotą A- tai yra magnetinio lauko stiprumo matas. Formaliau jis apibrėžiamas kaip:
\ Phi_B = B \ cdot A = BA \ cos {\ theta}
kur θ yra kampas tarp magnetinio lauko B irstatmena Aapibrėžtame regione.
- Magnetinis laukas B arba magnetinio srauto tankis ploto vienete, matuojamas tesla (T) SI vienetais, o A yra plotas, kurį laukas praeina, m2. SI magnetinio srauto vienetas yra weberas (Wb), kur Wb = T⋅m2.
Jei B nėra tolygus visame A paviršiuje, skaičiavimo apibrėžimas yra tas, kad Φ = ∫B⋅dA. Ši paviršiaus integralo funkcija reiškia, kad srauto vertės per beveik be galo mažas A dalis nustatomos atskirai ir sumuojamos kartu, kad gautų sudėtinę vertę.
Kokia yra magnetinio srauto reikšmė?
Gauso įstatymas: Grynasis magnetinis srautas per uždarą paviršių yra 0. Tai yra antroji iš Maxwello lygčių ir ji atitinka idėją, kad nėra magnetinių monopolių.
Nesvarbu, kokį mažą tūrį pasirenkate, magnetinį lauką visada galima apibūdinti kaip dipolį arba mažą nematomą juostos magnetą. Tai skiriasi nuo elektrinių laukų, kuriuos sukuria taškiniai krūviai (arba išskiriamų taškinių krūvių masyvai).
Faradėjaus elektromagnetizmo dėsnis:Sukeltaselektromotorinė jėga(EMF) vielos ritėje su N posūkiais yra N padauginta iš srauto pokyčio su laiku:
EMF = N \ frac {\ Delta \ Phi} {\ Delta t}
Srautą galima pakeisti laiku keičiant B, keičiant skerspjūvio plotą A arba keičiant kampą tarp B ir A, sukant ritę ar lauko šaltinį.
- EMF turi įtampos vienetus (potencialų skirtumą), o ne jėgą. Tai vadinama „jėga“, nes įtampa pirmiausia skatina judėti krūvius, gaminančius srovę.
Lenzo įstatymas:Sukelta elektros srovė teka kryptimi, kuri priešinasi ją sukėlusiam pokyčiui. Pavyzdžiui, tarkime, kad laido ritė neprijungta prie jokio maitinimo šaltinio.
Įsivaizduokite, kad strypo magnetas išilgai perkeliamas į ritės vidurį išilgai savo ašies, tarsi įkištumėte strypą tiesiai į ilgo vamzdžio vidurį, neliesdami vamzdžio šonų. Šis padidėjęs ritės laukas skatina srovę tekėti tokia kryptimi, kad generuotų magnetinį lauką, priešingą padidėjimui.
Jei pakartosite šią procedūrą apsikeitę magneto pietų ir šiaurės ašigalio galais, padarytas pokytis yra lygus dydžiu ir priešinga kryptimi, palyginti su pirmuoju atveju, o srovė tekės priešinga kryptimi kaip a rezultatas.