Elektrisitet og magnetisme er intrikat relatert, noe som fører til adopsjonen av begrepetelektromagnetismefor å beskrive tilhørende fenomener. Faktisk unngikk i hvilken grad dette er sant forskere frem til siste halvdel av 1800-tallet, da James Clerk Maxwell, bygde på arbeidet til anerkjente fysikere foran ham, produserte sitt berømte sett med fire differensial (kalkulus) ligninger som binder sammen forskjellige egenskaper til magnetfelt og elektriske felt.
Forståelsemagnetisk fluks, eller magnetfeltlinjene som går gjennom et definert geometrisk plan som kalles avektorområde, fører til flere viktige fysiske fenomener, inkludertelektromagnetisk induksjon, eller generering av elektromotorisk kraft (EMF).
Hva er magnetisk strømning?
Total magnetisk strømning er i hovedsak et mål påhvor mange magnetfeltlinjer som passerer gjennom et gitt overflateareal A.- det vil si et mål på magnetfeltets styrke. Mer formelt er det definert som:
\ Phi_B = B \ cdot A = BA \ cos {\ theta}
hvor θ er vinkelen mellom magnetfeltet B ogvinkelrett på Aved den definerte regionen.
- Magnetfeltet B, ellermagnetisk flytdensitet per arealenhet, måles i tesla (T) i SI-enheter, mens A er området feltet passerer gjennom i m2. SI-enheten med magnetisk fluks er nettet (Wb), hvor Wb = T⋅m2.
Hvis B ikke er ensartet over overflaten av A, er beregningsdefinisjonen at Φ = ∫B⋅dA. Denne overflateintegrale funksjonen betyr at strømningsverdiene gjennom nesten uendelig små deler av A bestemmes uavhengig og summeres for å få en sammensatt verdi.
Hva er betydningen av magnetisk strømning?
Gauss lov: Nettomagnetisk strømning gjennom en lukket overflate er 0. Dette er det andre av Maxwells ligninger, og det stemmer overens med ideen om at det ikke er magnetiske monopol.
Uansett hvor lite volum du velger, kan et magnetfelt alltid beskrives som en dipol eller en liten usynlig stavmagnet. Dette står i kontrast til elektriske felt, som genereres av punktladninger (eller matriser med isolerbare punktladninger).
Faradays lov om elektromagnetisme:Indusertelektromotorisk kraft(EMF) i en trådspole med N-svinger multipliseres med endringen i strømning med tiden:
EMF = N \ frac {\ Delta \ Phi} {\ Delta t}
Fluksen kan endres i tid ved å variere B, endre tverrsnittsarealet A, eller endre vinkelen mellom B og A ved å rotere spolen eller feltkilden.
- EMF har spenningsenheter (potensialforskjell), ikke kraft. Det kalles en "kraft" fordi spenning er det som induserte ladninger til å bevege seg, og produsere strøm, i utgangspunktet.
Lenzs lov:Indusert elektrisk strøm flyter i en retning som motarbeider endringen som forårsaket den. Si for eksempel at du har en trådspole som ikke er koblet til noen strømkilde.
Tenk deg å bevege en stangmagnet i lengderetningen inn i midten av spolen langs aksen, som å stikke en stang rett ned i midten av et langt rør uten å berøre sidene av røret. Dette økte feltet i spolen får strøm til å strømme i en retning slik at det genererer magnetfelt som motsetter økningen.
Hvis du gjentar denne prosedyren etter å ha byttet ut sydpolen og nordpolens ender av magneten, er den produserte endringen lik i størrelse og motsatt i retning sammenlignet med det første tilfellet, og strøm vil strømme i motsatt retning som a resultat.