Струја и магнетизам су сложено повезани, што доводи до усвајања тог појмаелектромагнетизамза описивање повезаних појава. У ствари, мера у којој је ово тачно углавном је измикала научницима све до друге половине 1800-их, када је Јамес Цлерк Маквелл, надовезујући се на рад уважени физичари пре њега, створили су његов чувени скуп од четири диференцијалне (рачунске) једначине повезујући различита својства магнетних поља и електрична поља.
Разумевањемагнетни флукс, или линије магнетног поља које пролазе кроз дефинисану геометријску раван која се назива авекторско подручје, доводи до неколико важних физичких појава, укључујућиелектромагнетна индукција, или стварање електромоторне силе (ЕМФ).
Шта је магнетни ток?
Укупни магнетни ток је у основи мераколико линија магнетног поља пролази кроз задату површину А- односно мера јачине магнетног поља. Формалније дефинисано је као:
\ Пхи_Б = Б \ цдот А = БА \ цос {\ тхета}
где је θ угао између магнетног поља Б иокомица на А.у дефинисаном региону.
- Магнетно поље Б или густина магнетног флукса по јединици површине, мери се у теслама (Т) у СИ јединицама, док је А површина кроз коју поље пролази у м2. СИ јединица магнетног флукса је вебер (Вб), где је Вб = Т⋅м2.
Ако Б није равномерно по површини А, дефиниција рачуна је да је Φ = ∫Б⋅дА. Ова површинска интегрална функција значи да се вредности флукса кроз готово бесконачно мале делове А одређују независно и сумирају заједно да би се добила композитна вредност.
Који је значај магнетног флукса?
Гаусс-ов закон: Нето магнетни ток кроз затворену површину је 0. Ово је друга од Маквеллових једначина и у складу је са идејом да не постоје магнетни монополи.
Без обзира колико малу запремину изабрали, магнетно поље се увек може описати као да укључује дипол или сићушни невидљиви магнет у облику шипке. Ово је у супротности са електричним пољима која генеришу тачкасти набоји (или низови изолационих тачкастих наелектрисања).
Фарадејев закон електромагнетизма:Индуцеделектромоторна сила(ЕМФ) у калему жице са Н завоја је Н помножено са променом флукса са временом:
ЕМФ = Н \ фрац {\ Делта \ Пхи} {\ Делта т}
Флукс се може временом променити променом Б, променом површине попречног пресека А или променом угла између Б и А ротирањем завојнице или извора поља.
- ЕМФ има јединице напона (разлике потенцијала), а не силе. Назван је "силом", јер је напон оно што је наелектрисано наелектрисање, производећи струју, у првом реду.
Ленцов закон:Индукована електрична струја тече у правцу који се супротставља промени која ју је изазвала. На пример, рецимо да имате калем жице који није повезан ни са једним извором напајања.
Замислите да померите магнет шипке по дужини у средину калема дуж своје осе, попут уметања шипке доле у средину дуге цеви без додиривања страница цеви. Ово повећано поље у калему индукује струју да тече у правцу тако да генерише магнетно поље супротстављено повећању.
Ако поновите овај поступак након замене јужног пола и северног пола магнета, произведена промена је једнака величине и супротног смера у поређењу са првим случајем, а струја ће тећи у супротном смеру као а резултат.