Elektrība un magnētisms ir savstarpēji sarežģīti saistīti, kā rezultātā šis termins tiek pieņemtselektromagnētismsaprakstīt saistītās parādības. Patiesībā tas, cik tā ir patiesībā, lielā mērā izvairījās no zinātniekiem līdz 1800. gadu otrajai pusei, kad Džeimss Klerks Maksvels, balstoties uz cienījamie fiziķi pirms viņa izveidoja savu slaveno četru diferenciālo (aprēķina) vienādojumu kopumu, kas sasaista dažādas magnētisko lauku īpašības un elektriskie lauki.
Saprašanamagnētiskā plūsmavai magnētiskā lauka līnijas, kas iet caur noteiktu ģeometrisko plakni, ko sauc par avektora laukums, noved pie vairākām svarīgām fiziskām parādībām, tai skaitāelektromagnētiskā indukcijavai elektromotora spēka (EML) ģenerēšana.
Kas ir magnētiskā plūsma?
Kopējā magnētiskā plūsma būtībā ircik magnētiskā lauka līnijas iet caur noteiktu virsmas laukumu A- tas ir, magnētiskā lauka stipruma mērs. Formālāk tas tiek definēts kā:
\ Phi_B = B \ cdot A = BA \ cos {\ theta}
kur θ ir leņķis starp magnētisko lauku B unperpendikulāri Anoteiktā reģionā.
- Magnētiskais lauks B vaimagnētiskās plūsmas blīvums uz laukuma vienību, mēra teslā (T) SI vienībās, savukārt A ir laukums, caur kuru lauks iet caur m2. SI magnētiskās plūsmas vienība ir weber (Wb), kur Wb = T⋅m2.
Ja B nav vienmērīgs visā A virsmā, aprēķina definīcija ir tāda, ka Φ = ∫B⋅dA. Šī virsmas integrālā funkcija nozīmē, ka plūsmas vērtības caur gandrīz bezgalīgi mazām A daļām tiek noteiktas neatkarīgi un summētas kopā, lai iegūtu salikto vērtību.
Kāda ir magnētiskās plūsmas nozīme?
Gausa likums: Tīrā magnētiskā plūsma caur slēgtu virsmu ir 0. Šis ir otrais no Maksvela vienādojumiem, un tas saskan ar domu, ka magnētisko monopolu nav.
Neatkarīgi no tā, cik mazu tilpumu izvēlaties, magnētisko lauku vienmēr var raksturot kā tādu, kas ietver dipolu vai niecīgu neredzamu stieņa magnētu. Tas kontrastē ar elektriskajiem laukiem, kurus rada punktu lādiņi (vai izolējamu punktu lādiņu bloki).
Faradeja elektromagnētisma likums:Inducētselektromotors(EMF) stieples spolē ar N pagriezieniem ir N reizināts ar plūsmas izmaiņām laika gaitā:
EMF = N \ frac {\ Delta \ Phi} {\ Delta t}
Plūsmu var mainīt laikā, mainot B, mainot šķērsgriezuma laukumu A vai mainot leņķi starp B un A, pagriežot spoli vai lauka avotu.
- EMF ir sprieguma vienības (potenciālu starpība), nevis spēks. To sauc par "spēku", jo spriegums ir tas, kas, pirmkārt, izraisīja lādiņu kustību, radot strāvu.
Lenca likums:Inducētā elektriskā strāva plūst virzienā, kas ir pretrunā ar izmaiņām, kas to izraisīja. Piemēram, pieņemsim, ka jums ir stieples spole, kas nav pievienota nevienam barošanas avotam.
Iedomājieties, kā stieņa magnēts gareniski tiek virzīts uz spoles vidusdaļu pa savu asi, tāpat kā stieni ievietojot tieši garas caurules vidū, nepieskaroties caurules sāniem. Šis palielinātais lauks spolē izraisa strāvas plūsmu tādā virzienā, ka tas rada magnētisko lauku pretēji pieaugumam.
Ja atkārtojat šo procedūru pēc magnēta dienvidu un ziemeļpola galu nomaiņas, radītās izmaiņas ir vienādas lielumā un pretējā virzienā salīdzinājumā ar pirmo gadījumu, un strāva plūst pretējā virzienā kā a rezultāts.