Magnetische inductie

We weten dat een dirigent met stroom in eenmagnetisch veld, wordt blootgesteld aan kracht. De richting is afhankelijk van de richting van de veldlijnen en de richting van de stroom: als deze bekend is, kan de richting van de kracht worden bepaald met behulp van de regel van de linker of rechter schroef.

Laten we nu kijken naar de mate waarin deze kracht afhangt. Laten we ons wenden tot ervaring.

Hang de hefboomarm aan de linkerarmlineaire geleider AB en plaats deze tussen de polen N en S van de elektromagneet zodat deze loodrecht op de krachtlijnen van het magnetische veld staat. In serie met deze geleider schakelen we de ampèremeter in, en ook de regelweerstand, waarmee het mogelijk is om de stroom in onze geleider te meten. We balanceren de balans en sluiten het circuit. Laat de stroom in de geleider AB van B naar A worden geleid. Het evenwicht van de schalen wordt geschonden; om het te herstellen, zal de juiste beker extra gewichten moeten plaatsen, waarvan het gewicht gelijk zal zijn aan de kracht die verticaal op de geleider inwerkt. We veranderen nu de stroom in onze dirigent; we merken dat naarmate de stroom toeneemt, de kracht die op de geleider inwerkt ook toeneemt. Veranderingen zullen ons tonen dat de kracht waarmee een magnetisch veld de geleider beïnvloedt, recht evenredig is met de stroom die erdoorheen vloeit.

Is deze kracht afhankelijk van de lengte van de geleider AB? Om dit probleem op te lossen, nemen we geleiders van verschillende lengten met dezelfde stroom. Metingen zullen ons tonen dat de kracht waarmee een magnetisch veld op een geleider met een stroom inwerkt recht evenredig is met de lengte van het deel van de geleider dat zich in het magnetische veld bevindt.

Laat F de kracht zijn die inwerkt op een geleider met stroom geplaatst in een magnetisch veld, l is de lengte van deze geleider en ik is de stroom daarin.

Met een verandering in de lengte van de geleider l en de stroom daarin, zoals we hebben gezien, de kracht F

De verhouding van de kracht F om de lengte van de geleider stroom I en een constant onafhankelijk van daarin stroom; Daarom kan deze verhouding het magneetveld te karakteriseren.

Deze waarde wordt de magnetische inductie of inductie van het magnetisch veld genoemd.

We duiden de magnetische inductie door B. Per definitie kunnen we schrijven:

B = F / (I · l).

In het SI-systeem, de eenheid van magnetische inductiestaat inductieveld waarbij de geleider een stroom van 1 A en 1 meter lang is onderworpen aan een kracht zoals naam N. 1: 1 Newton / (amper˖metr) (afgekort 1H / (AM)).

Laten we aantonen dat 1 N / (A˖m) = 1 (V˖sec) / m²:

1 N / (А˖м) = 1 (Н˖м) / (А˖м²) = 1 j / (А˖м²) = 1 (В˖А˖се) / (А˖м²) = 1 (В˖ sec) / m².

Een eenheid van 1 volt-seconde wordt een Weber (Vb) genoemd. Daarom is 1 in / m² of 1 Tesla (T) een eenheid van magnetische inductie. Terwijl in het meetsysteem van de SGSM de meeteenheid van magnetische inductie Gauss (Gs) is:

1 T = 10⁴ Gs.

Magnetische inductie is een vectorhoeveelheid. De richting van de inductievector op een bepaald punt valt samen met de richting van de magnetische krachtlijn die door dit punt gaat.

In het SI-systeem is magnetische inductie de krachtkarakteristiek van een magnetisch veld, vergelijkbaar met hoe de sterkte van een elektrisch veld de sterkte-eigenschap van een elektrisch veld uitdrukt.

Als we de inductie van het magnetische veld kennen, kunnen we de kracht berekenen die op de geleider inwerkt met stroom, volgens de formule:

F = BI l.

In een geleider met stroom lopen ladingen niet alleenchaotisch in verschillende richtingen, maar ook in een bepaalde richting. Elk van de ladingen wordt beïnvloed door een magnetische kracht, die wordt doorgegeven aan de geleider. De som van alle krachten van de chaotische beweging is nul en de som van de krachten van gerichte beweging wordt de Ampère-kracht genoemd.

In het algemene geval wordt de sterkte van de kracht die inwerkt op een geleider met een stroom geplaatst in een magnetisch veld bepaald door de Ampere wet:

F = BI l sin α, waarbij α de hoek is tussen de stroomrichting (I) en de magneetveldvector (B).

De inductie van het magnetisch veld is numeriek gelijk aan de kracht,waarmee het magnetische veld inwerkt op een eenheidsstroomelement loodrecht op de inductievector. Magnetische inductie hangt af van de eigenschappen van het medium.