Elektricitet och magnetism är intrikat relaterade, vilket leder till antagandet av termen elektromagnetism för att beskriva tillhörande fenomen. I själva verket, i vilken utsträckning detta är sant, till stor del undanröjde forskare fram till senare hälften av 1800-talet, när James Clerk Maxwell, som byggde på arbetet med uppskattade fysiker före honom, producerade sin berömda uppsättning av fyra differentiella (kalkyl) ekvationer som binder samman olika egenskaper hos magnetfält och elektriska fält. Förståelse magnetiskt flöde Totalt magnetiskt flöde är i huvudsak ett mått på hur många magnetfältlinjer passerar genom ett givet ytområde A - det vill säga ett mått på magnetfältets styrka. Mer formellt definieras det som: Φ B \u003d B⋅A \u003d BA (cos θ) där θ är vinkeln mellan magnetfältet B och vinkelrätt till A Om B inte är enhetlig över ytan på A, är kalkyldefinitionen att Φ \u003d ∫B⋅dA. Denna integrerade ytfunktion innebär att flödesvärdena genom nästan oändligt små delar av A bestäms oberoende och summeras tillsammans för att få ett sammansatt värde. Gauss lag: Nettomagnetiskt flöde genom en stängd yta Oavsett hur liten volym du väljer, kan ett magnetfält alltid beskrivas som att inkludera en dipol, eller en liten osynlig barmagnet. Detta står i kontrast till elektriska fält, som genereras av punktladdningar (eller matriser av isolerbara punktladdningar). Faradays lag om elektromagnetism: inducerad elektromotorisk kraft EMF \u003d N (ΔΦ /Δt) Flux kan ändras i tid genom att variera B, förändra tvärsnittsområdet A, eller ändra vinkeln mellan B och A genom att rotera spolen eller fältkällan. Lenzs lag: Inducerad elektrisk ström flyter i en riktning som motsätter sig förändringen som orsakade den. Säg till exempel att du har trådspole som inte är ansluten till någon strömkälla. Föreställ dig att flytta en stångmagnet i längdriktningen in i mitten av spolen längs dess axel, som att sätta in en stång längs mitten av ett långt rör utan att vidröra rörets sidor. Detta ökade fält i spolen inducerar ström att flöda i en riktning så att det genererar magnetfält som motsätter sig ökningen. Om du upprepar denna procedur efter att du har bytt magnetens sydpol och nordpoländen, skapades förändringen är lika i storlek och motsatt riktning jämfört med det första fallet, och strömmen kommer att flyta i motsatt riktning som ett resultat.
, eller magnetfältlinjer som passerar genom ett definierat geometriskt plan som kallas ett vektorområde
, leder till flera viktiga fysiska fenomen, inklusive elektromagnetisk induktion
eller generering av elektromotorisk kraft (EMF).
Vad är magnetflux?
vid det definierade området.
, mäts i tesla (T) i SI-enheter, medan A är det område som fältet passerar genom i m 2. SI-enheten för magnetiskt flöde är webben (Wb), där Wb \u003d T⋅m 2.
Vad är betydelsen av magnetiskt flöde?
är 0
. Detta är den andra av Maxwells ekvationer, och det överensstämmer med idén att det inte finns några magnetiska monopoler.
(EMF) i en trådspole med N svängar N multipliceras med förändringen i flöde med tiden:
