Elektrik ve manyetizma karmaşık bir şekilde ilişkilidir ve bu terimin benimsenmesine yol açar.elektromanyetizmailişkili fenomenleri tanımlamak için. Aslında, bunun ne ölçüde doğru olduğu, 1800'lerin ikinci yarısına kadar, James Clerk Maxwell'in Kendisinden önceki saygın fizikçiler, manyetik alanların çeşitli özelliklerini birbirine bağlayan ünlü dört diferansiyel (hesap) denklem setini ürettiler. elektrik alanları.
Anlamakmanyetik akıolarak adlandırılan tanımlanmış bir geometrik düzlemden geçen manyetik alan çizgileridir.vektör alanıdahil olmak üzere birçok önemli fiziksel olaya yol açar.elektromanyetik indüksiyonveya elektromotor kuvvet (EMF) üretimi.
Manyetik Akı Nedir?
Toplam manyetik akı esasen bir ölçüsüdürA belirli bir yüzey alanından kaç tane manyetik alan çizgisi geçiyor?- yani, manyetik alanın gücünün bir ölçüsü. Daha resmi olarak şu şekilde tanımlanır:
\Phi_B=B\cdot A=BA\cos{\theta}
burada θ manyetik alan B arasındaki açıdır veA'ya diktanımlanan bölgede
- Manyetik alan B veyabirim alan başına manyetik akı yoğunluğu, SI birimlerinde tesla (T) cinsinden ölçülür, A ise alanın m cinsinden geçtiği alandır2. Manyetik akının SI birimi weberdir (Wb), burada Wb = T⋅m2.
B, A'nın yüzeyi boyunca tek tip değilse, hesap tanımı Φ = ∫B⋅dA'dır. Bu yüzey integral fonksiyonu, A'nın neredeyse sonsuz küçük bölümlerinden geçen akı değerlerinin bağımsız olarak belirlendiği ve bileşik bir değer elde etmek için bir araya toplandığı anlamına gelir.
Manyetik Akının Önemi Nedir?
Gauss yasası: Kapalı bir yüzeyden geçen net manyetik akı 0. Bu, Maxwell denklemlerinin ikincisidir ve manyetik monopollerin olmadığı fikriyle tutarlıdır.
Ne kadar küçük bir hacim seçerseniz seçin, bir manyetik alan her zaman bir dipol veya küçük bir görünmez çubuk mıknatıs olarak tanımlanabilir. Bu, nokta yükler (veya izole edilebilir nokta yük dizileri) tarafından üretilen elektrik alanlarıyla çelişir.
Faraday'ın elektromanyetizma yasası:uyarılmışelektrik hareket gücü(EMF) N dönüşlü bir tel bobinde zamanla akıdaki değişim ile N çarpılır:
EMF=N\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}
Akı, B'yi değiştirerek, A kesit alanını değiştirerek veya bobini veya alan kaynağını döndürerek B ve A arasındaki açıyı değiştirerek zamanla değiştirilebilir.
- EMF, kuvvet değil, gerilim birimlerine (potansiyel fark) sahiptir. Bir "kuvvet" olarak adlandırılır, çünkü voltaj, ilk etapta akım üreten yükleri harekete geçiren şeydir.
Lenz yasası:İndüklenen elektrik akımı, buna neden olan değişime karşı çıkan bir yönde akar. Örneğin, herhangi bir güç kaynağına bağlı olmayan bir tel bobininiz olduğunu varsayalım.
Bir çubuk mıknatısı kendi ekseni boyunca bobinin ortasına uzunlamasına hareket ettirdiğinizi, borunun kenarlarına dokunmadan uzun bir borunun tam ortasına bir çubuk sokmak gibi düşünün. Bobindeki bu artan alan, akımın, artışa karşı manyetik alan oluşturacak bir yönde akmasına neden olur.
Mıknatısın güney kutbu ve kuzey kutbu uçlarını değiştirdikten sonra bu işlemi tekrarlarsanız, üretilen değişiklik eşittir. ilk duruma göre büyüklük ve zıt yönde ve akım, a olarak ters yönde akacaktır. sonuç.