1. Dwysedd ymsefydlu magnetig
Mae dwysedd ymsefydlu magnetig yn swm ffisegol a ddefnyddir i ddisgrifio priodweddau'r maes magnetig, a fynegir gan B, cyfeiriad B ar bwynt yn y maes magnetig yw cyfeiriad y maes magnetig ar y pwynt, ac mae maint B yn nodi'r cryfder y maes magnetig ar y pwynt.
Yn y system unedau SI (System Ryngwladol o Unedau), yr uned cryfder anwytho magnetig yw [foltiau · eiliad / metr 2], a gelwir [foltiau]·[eiliad] yn Weber, felly gelwir yr uned cryfder anwytho magnetig [Weber / metr 2] neu [Tesla], y cyfeirir ato fel [T], yn y system CGSM o unedau, yr uned cryfder anwytho magnetig yw [Gauss]. Mae'r unedau yn cael eu dynodi gan symbolau: V yw [foltiau], s yw [eiliadau], m yw [metr], Wb yw [Weber], T yw [T], Gs yw [Gauss], mT yw [milit].
1T =1Wb/m2=104Gs=103mT (1)
2, llinell magnetig o rym, fflwcs magnetig a theorem parhad fflwcs magnetig
Mae maes magnetig yn cael ei ddarlunio'n graff gyda llinellau maes magnetig. Dangosir llinellau maes magnetig amrywiol feysydd magnetig a gynhyrchir gan gerrynt yn Ffigur 1. Mae llinellau maes magnetig yn llinellau caeedig di-ben a chynffon o amgylch y cerrynt, ac mae cyfeiriad y cerrynt a chyfeiriad dychwelyd llinell maes magnetig yn cydymffurfio â'r ochr dde rheol.
Rydym yn nodi mai cyfeiriad tangiad unrhyw bwynt o'r llinell maes magnetig yw cyfeiriad y maes magnetig (hy, B) ar y pwynt hwnnw, a bod nifer y llinellau maes magnetig fesul uned arwynebedd yn berpendicwlar i'r fector B yn hafal i'r maint y fector B ar y pwynt hwnnw. Mewn geiriau eraill, lle mae'r maes magnetig yn gryf, mae'r llinell maes magnetig yn ddwysach, a lle mae'r maes magnetig yn wan, mae llinell y maes magnetig yn deneuach.
Gelwir cyfanswm nifer y llinellau o rym magnetig sy'n pasio trwy arwyneb yn fflwcs magnetig sy'n mynd trwy'r wyneb ac fe'i cynrychiolir gan Φ. Dangosir cyfrifiad fflwcs magnetig yn Ffigur 2. Cymerir yr elfen arwynebedd ar yr wyneb, a ffurfir Ongl θ rhwng cyfeiriad ei linell arferol a chyfeiriad B y pwynt. Fflwcs magnetig yr elfen sy'n mynd trwy'r ardal yw:
dφ{0}}B×cosθ×ds (2)
Felly mae cyfanswm y fflwcs S trwy'r wyneb yn
φ {0}}} # B×cosθ×DS (3)
Pan fo B yn unffurf a S yn awyren ac yn berpendicwlar i B, y fflwcs magnetig trwy'r awyren S yw:
φ = B×S (4)
Mae hon yn berthynas a ddefnyddir yn aml mewn mesuriadau magnetig.
Theorem fflwcs parhaus: Pan fo'r awyren S yn arwyneb caeedig, oherwydd bod y llinell maes magnetig yn llinell gaeedig, yna mae'n rhaid i'r llinell maes magnetig trwy'r arwyneb caeedig fod trwy rannau eraill yr arwyneb caeedig, felly mae cyfanswm y fflwcs magnetig trwyddo. rhaid i unrhyw arwyneb caeedig fod yn hafal i sero. Er ffraethineb:
φ =} # becauseθDS=0 (5)
Mae uned y fflwcs magnetig yn [Weber] yn y system SI o unedau, [Maxwell] yn y system CGSM o unedau, ac mae'r symbol talfyriad [Mai] yn cael ei gynrychioli gan Mx.
1Wb=108Mx (6)
3, cryfder maes magnetig, athreiddedd a chyfraith ampere-dolen
Mae cryfder maes magnetig yn faint ffisegol a gyflwynwyd i hwyluso'r dadansoddiad o'r berthynas rhwng maes magnetig a cherrynt, mae hefyd yn fector, a fynegir gan H, ei berthynas â dwyster ymsefydlu magnetig yw:
H = B/μ (7)
Lle: μ yw athreiddedd y cyfrwng magnetig, a bennir gan natur y cyfrwng magnetig
Cytunwyd. Mewn unedau SI, athreiddedd gwactod yw:
μ0=4π×{10-7 Henry/m (8)
Uned H yw [amper/metr], yn y system CGSM o unedau, athreiddedd gwactod yw 1, ac uned H yw [Oster], yn fyr am [Ao]. Cynrychiolir yr unedau gan symbolau: A yw [ampere], Oe yw [O], a H yw [Henry].
1A/m =4π×{10-3 Oe (9)
Cyfraith dolen Ampere: Mewn maes magnetig, mae'r fector H yn dilyn cromlin gaeedig fympwyol
Mae llinell annatod sigma yn hafal i swm algebraidd y cerrynt sydd wedi'i amgáu yn y gromlin gaeedig hon. Er ffraethineb:
# H×cos ×dl=}∑I (10)
Ble: yw'r Ongl rhwng cyfeiriad tangiad y gromlin a chyfeiriad maes magnetig y pwynt.
Trwy ddefnyddio'r gyfraith dolen Ampere, gallwn yn hawdd gyfrifo'r maes magnetig a gynhyrchir gan gerrynt sydd â chymesuredd gofodol penodol. Er enghraifft, cyfrifwch gryfder y maes magnetig ar y pwynt P y tu mewn i solenoid crwn wedi'i glwyfo'n dynn yn unffurf, fel y dangosir yn Ffigur 4. Cymerwch gylchoedd consentrig radiws r trwy bwynt P fel y gromlin annatod gaeedig. Oherwydd y berthynas cymesuredd, mae cryfder y maes magnetig ar bob pwynt o amgylch y cylch consentrig yn gyfartal, ac mae cyfeiriad cryfder y maes magnetig ar hyd cyfeiriad tangiad y cylch consentrig, hynny yw,=0, felly:
# H×cos ×dl=H*2πr=GI (11)
Felly cryfder y maes magnetig ym mhwynt P: H=NI/ (2πr)
Lle N yw nifer y troadau troellog. O'r berthynas hon, gellir gweld mai dim ond dosbarthiad y cerrynt sy'n cynhyrchu'r maes magnetig sy'n pennu cryfder y maes magnetig, ac nid oes ganddo unrhyw beth i'w wneud â phriodweddau'r cyfrwng magnetig.