אינדוקציה מגנטית

אנו יודעים כי מנצח עם הנוכחי להציבשדה מגנטי הוא נתון כוח. הכיוון שלה תלוי בכיוון של קווי שדה ואת כיוון הזרם, אם האחרון ידועים, בכיוון הכח ניתן לקבוע באמצעות שלטון השמאל או בורג תקין.

הבה נבחן עתה עד כמה תלוי כוח זה. בואו נפנה לחוויה.

השעיית את זרוע המנוף לזרוע השמאליתמנצח ליניארי AB ומניחים אותו בין הקטבים N ו- S של האלקטרומגנט כך שהוא ניצב את קווי הכוח של השדה המגנטי. בסדרה עם מנצח זה, אנו מדליקים את הממד, וגם את הריאוסטט, שבו ניתן למדוד את הזרם במנצח שלנו. אנחנו מאוזנים את האיזון וסוגרים את המעגל. תן הנוכחי של המנצח א.ב. להיות מכוון מ B ל א. שיווי המשקל של המאזניים מופרת; כדי לשחזר אותו, את הכוס הזכות יצטרך משקולות נוספות, המשקל של אשר יהיה שווה כוח שפועל על המנצח אנכית למטה. עכשיו אנחנו משנים את הזרם במנצח שלנו; אנו מבחינים כי כמו הנוכחי עולה, כוח שפועל על המנצח גם גדל. שינויים יראו לנו כי הכוח שבו השדה המגנטי משפיע על המנצח הוא ביחס ישר הזרם זורם דרכו.

האם כוח זה תלוי באורך של המנצח א.ב.? כדי לפתור בעיה זו, ניקח מנצחים באורך שונה עם אותו זרם. מדידות יראו לנו כי הכוח שבו שדה מגנטי פועל על מנצח עם זרם יהיה פרופורציונלי ישירות אורך של החלק של המנצח הממוקם בשדה המגנטי.

תן F להיות הכוח שפועל על מנצח עם הנוכחי להציב בשדה מגנטי, אני אורך המוליך הזה ואני הנוכחי בו.

עם שינוי אורך של המנצח l ואת הנוכחי בו, כפי שראינו, כוח F

היחס בין הכוח F לאורך המוליך I לבין הזרם בו הוא ערך קבוע, ללא תלות בזרם בו; כתוצאה מכך, את גודל היחס הזה יכול לאפיין את השדה המגנטי.

ערך זה נקרא אינדוקציה מגנטית או אינדוקציה של השדה המגנטי.

אנו מציינים את האינדוקציה המגנטית על ידי B. על ידי הגדרה, אנו יכולים לכתוב:

B = F / (I · l).

במערכת SI, יחידת אינדוקציה מגנטיתהוא אינדוקציה של שדה שבו מוליך עם זרם של 1 A ואורך של 1 מ 'נחשף לכוח של 1 N. שם יחידה זו הוא 1 ניוטון / (אמפר מטר) (מקוצר ל 1 N / (A˖m)).

תן לנו להראות כי 1 N / (A˖m) = 1 (V˖sec) / מ"ר:

1 H / (AM) = 1 (NM) / (A˖m²) = 1 J / (A˖m²) = 1 (ואסק) / (A˖m²) = 1 (V ים) / מ"ר.

יחידה של 1 וולט השני נקרא Weber (Vb). לכן, 1 in / מ"ר או 1 Tesla (T) היא יחידה של אינדוקציה מגנטית. בעוד שבמערכת המדידה של ה- SGSM יחידת המדידה של אינדוקציה מגנטית היא gauss (Gs):

1 T = 10⁴ Gs.

אינדוקציה מגנטית היא כמות וקטורית. הכיוון של וקטור האינדוקציה בנקודה מסוימת עולה בקנה אחד עם כיוון קו הכוח המגנטי העובר בנקודה זו.

במערכת ה- SI, אינדוקציה מגנטית היא הכוח האופייני לשדה מגנטי, בדומה לאופן שבו כוחו של שדה חשמלי מבטא את הכוח האופייני לשדה חשמלי.

בידיעה אינדוקציה של השדה המגנטי, אנו יכולים לחשב את כוחו פועל על המנצח עם הנוכחי, על פי הנוסחה:

F = BI l.

במוליך עם הזרם, ההאשמות לזוז לא רקchaotically בכיוונים שונים, אלא גם בכיוון מסוים. כל אחד מההאשמות מושפע מכוח מגנטי, אשר מועבר למוליך. סך כל הכוחות מהתנועה הכאוטית הוא אפס, וסכום כוחות התנועה המכוונת נקרא כוח אמפר.

במקרה הכללי, הכוח שפועל על מנצח עם זרם שמוקם בשדה מגנטי נקבע על פי חוק אמפר:

F = BI l sin α, כאשר α היא הזווית בין הכיוון הנוכחי (I) לבין וקטור השדה המגנטי (B).

אינדוקציה של השדה המגנטי שווה באופן מספרי לכוח,שבו השדה המגנטי פועל על אלמנט שוטף של יחידה בניצב לקטור האינדוקציה. אינדוקציה מגנטית תלוי בתכונות של המדיום.