14.3: Магнітні одиниці вимірювання

Last updated
Save as PDF

Page ID: 101617

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Для початку потрібно ознайомитися з різними величинами, пов'язаними з магнетизмом. Існує досить багато більше величин, щоб мати справу в магнітних системах, ніж для електричних систем. З електрикою основними величинами є напруга (E), струм (I), опір (R) та потужність (P). ^{Перші три пов'язані один з одним законом Ома (E = IR; I = E/R; R = E/I), тоді як потужність пов'язана з напругою, струмом та опором за законом Джоуля (P = IE; P = I ² R; P = E 2/R).}

З магнетизмом у нас є такі величини, щоб мати справу з:

Магніторушійна сила - кількість сили магнітного поля, або «поштовх». Аналог електричної напруги (електрорушійна сила).

Field Flux —Кількість повного ефекту поля, або «субстанції» поля. Аналог електричного струму.

Інтенсивність поля —Величина сили поля (ммф), розподіленої по довжині електромагніту. Іноді називають намагнічувальною силою.

Щільність потоку —Величина потоку магнітного поля, зосередженого в заданій області.

Небажання —Протистояння потоку магнітного поля через заданий обсяг простору або матеріалу. Аналог електричного опору.

Проникність —Питома міра прийняття матеріалом магнітного потоку, аналогічна питомому опору провідного матеріалу (ρ), за винятком зворотного (більша проникність означає легше проходження магнітного потоку, тоді як більший питомий опір означає більш складний прохід електричного струму).

Але почекайте.. веселощі тільки починається! Мало того, що у нас є більше величин, щоб відстежувати магнетизм, ніж з електрикою, але ми маємо кілька різних систем одиничного вимірювання для кожної з цих величин. Як і у загальних кількостях довжини, ваги, об'єму та температури, у нас є як англійська, так і метрична системи. Однак насправді існує більше однієї метричної системи одиниць, а кілька метричних систем використовуються в вимірюваннях магнітного поля! Один називається cgs, що розшифровується як C entimeter- G ram- S другий, позначаючи кореневі заходи, на яких базується вся система. Інша спочатку була відома як система mks, яка означала M eter- K ilogram- S second, яка пізніше була переглянута в іншу систему, звану rmks, що стоїть за R Націоналізований МК метр-4 кг кілограм-S секунда. Це в кінцевому підсумку було прийнято як міжнародний стандарт і перейменовано SI (System I International).

І так, символ μ дійсно такий же, як метрична префікс «мікро». Я вважаю це особливо заплутаним, використовуючи той самий алфавітний символ, щоб символізувати як певну кількість, так і загальний префікс метрики!

Як ви вже могли здогадатися, зв'язок між силою поля, потоком поля та небажанням набагато така ж, як і між електричними величинами електрорушійної сили (Е), струму (I) та опору (R). Це забезпечує щось схоже на закон Ома для магнітних ланцюгів:

І, з огляду на, що проникність обернено аналогічна питомому опору, рівняння знаходження небажання магнітного матеріалу дуже схоже на таке для знаходження опору провідника:

У будь-якому випадку довший шматок матеріалу забезпечує більшу протидію, при цьому всі інші фактори рівні. Крім того, більша площа поперечного перерізу робить менше протистояння, всі інші фактори рівні.

Основним застереженням тут є те, що небажання матеріалу до магнітного потоку насправді змінюється з концентрацією потоку, що проходить через нього. Це робить «Закон Ома» для магнітних ланцюгів нелінійним і набагато складнішим для роботи, ніж електрична версія Закону Ома. Це було б аналогічно тому, щоб мати резистор, який змінював опір, коли струм через нього змінювався (схема, що складається з var istors замість res istors).