Магні́тний поті́к — скалярна величина, потік вектора магнітної індукції через задану поверхню, позначається грецькою літерою . Вимірюється у веберах (тесла·м²) або у максвелах у гаусовій системі одиниць.
Магнітний потік | ||||
Магнітний потік уздовж осі соленоїда. | ||||
Символи: | Φ, ΦB | |||
---|---|---|---|---|
Одиниці вимірювання | ||||
SI | вебер (Вб) | |||
СГСМ | максвел (Мкс) | |||
У базових величинах SI: | кг⋅м2⋅с−2⋅А−1 | |||
Розмірність: | M·L2·I−1·T−2 | |||
Магнітний потік у Вікісховищі | ||||
Визначення
Магнітний потік через елементарну поверхню дорівнює:
- ,
де — вектор магнітної індукції, а — кут між цим вектором і перпендикуляром до поверхні .
Магнітний потік через поверхню тоді виражається як інтеграл
- .
Магнітний потік можна розуміти як кількість силових ліній, що перетинають поверхню.
Магнітний потік може бути як позитивним, так і негативним. Знак визначається вибором напрямку, у якому проводиться перпендикуляр до поверхні.
Також, за теоремою Стокса, магнітний потік можна виразити через (інтеграл по контуру) від векторного потенціалу електромагнітного поля як:
Оскільки поле є вихровим (його силові лінії завжди замкнені), магнітний потік через будь-яку замкнену поверхню (тобто, поверхню, що не має краю, як сфера або тор) дорівнює нулю. Ненульовий потік у такому випадку можливий лише якщо існують магнітні монополі.
Електромагнітна індукція
Зміна магнітного потоку згідно рівнянь Максвелла створює вихрове електричне поле, циркуляція якого дорівнює:
- ,
де — магнітний потік через поверхню, що обмежується контуром, циркуляцію поля у якому ми вимірюємо.
У випадку, якщо контур зроблений з матеріалу з низьким опором, наприклад, металу, то електрорушійна сила у цьому контурі буде дорівнювати:
Це рівняння називається законом електромагнітної індукції Фарадея. Цей закон стосується двох різних ситуацій — коли контур рухається, змінюючи свою форму, або коли змінюється магнітне поле.
На відміну від рівнянь Максвела, закон Фарадея працює не завжди. Існує низка ситуацій, що відомі під загальною назвою [en], при яких е.р.с. виникає, хоча не мала б, або навпаки, не виникає, хоча за законом Фарадея повинна була б виникати.
Спрямовування магнітного потоку
У речовинах, відносна магнітна проникність яких значно більша за одиницю, тангенціальна компонента магнітного потоку підсилюється в μ разів, тому у таких речовинах потік майже завжди напрямлений паралельно границі магнетопроникного середовища і слабко міняється з відстанню. Це дозволяє будувати магнітопроводи — стрижні з магнітного матеріалу, що передають магнітне поле подібно тому, як провідники передають струм. Сукупність магнітопроводів і розділяючих їх діамагнетиків, що спрямовують магнітний потік у електричній машині називають магнітним ланцюгом.
Квантування магнітного потоку
У випадку, якщо контур зроблений з надпровідника, магнітний потік, що проходить крізь нього може набувати лише дискретних значень, пропорційних величині Вб. Ця величина називається квантом магнітного потоку. Коефіцієнт 2 у знаменнику виразу для вказує на те, що носіями заряду у надпровіднику є куперівські пари.
Див. також
Примітки
- Магнітний потік // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
- . Архів оригіналу за 8 січня 2021. Процитовано 5 січня 2021.
- магнитный поток [ 8 січня 2021 у Wayback Machine.](рос.)
- . Архів оригіналу за 8 січня 2021. Процитовано 5 січня 2021.
- . Архів оригіналу за 7 січня 2021. Процитовано 5 січня 2021.
- Vector Potential [ 8 січня 2021 у Wayback Machine.](англ.)
- Фейнман,Лейтон,Сэндс, 1967, с. 51.
- Фейнман,Лейтон,Сэндс, 1967, с. 53.
- . Архів оригіналу за 29 січня 2021. Процитовано 14 квітня 2022.
- квантование магнитного потока [ 7 січня 2021 у Wayback Machine.](рос.)
Джерела
- Сивухин Д.В. (1977). Общий курс физики. т III. Электричество. Москва: Наука.
- Р.Фейнман, Р.Лейтон, М.Сэндс. Электродинамика // Фейнмановские лекции по физике. — М. : «Мир», 1967. — Т. 6. — 340 с.
Це незавершена стаття з фізики. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Magni tnij poti k skalyarna velichina potik vektora magnitnoyi indukciyi cherez zadanu poverhnyu poznachayetsya greckoyu literoyu F displaystyle Phi Vimiryuyetsya u veberah tesla m abo u maksvelah u gausovij sistemi odinic Magnitnij potikMagnitnij potik uzdovzh osi solenoyida Simvoli F FBOdinici vimiryuvannyaSI veber Vb SGSM maksvel Mks U bazovih velichinah SI kg m2 s 2 A 1Rozmirnist M L2 I 1 T 2 Magnitnij potik u VikishovishiViznachennyaDlya obrahunku magnitnogo potoku poverhnyu rozbivayut na mali dilyanki i obrahovuyut elementarnij magnitnij potik dlya kozhnoyi z nih Magnitnij potik cherez elementarnu poverhnyu d S displaystyle dS dorivnyuye d F B n d S B cos 8 d S displaystyle d Phi mathbf B cdot mathbf n dS B cos theta dS de B displaystyle mathbf B vektor magnitnoyi indukciyi a 8 displaystyle theta kut mizh cim vektorom i perpendikulyarom do poverhni d S displaystyle dS Magnitnij potik cherez poverhnyu S displaystyle S todi virazhayetsya yak integral F S B n d S displaystyle Phi int int S mathbf B cdot mathbf n dS Magnitnij potik mozhna rozumiti yak kilkist silovih linij sho peretinayut poverhnyu Magnitnij potik mozhe buti yak pozitivnim tak i negativnim Znak viznachayetsya viborom napryamku u yakomu provoditsya perpendikulyar do poverhni Takozh za teoremoyu Stoksa magnitnij potik mozhna viraziti cherez integral po konturu vid vektornogo potencialu elektromagnitnogo polya yak F L A d l displaystyle Phi oint L mathbf A cdot d mathbf l Oskilki pole B displaystyle mathbf B ye vihrovim jogo silovi liniyi zavzhdi zamkneni magnitnij potik cherez bud yaku zamknenu poverhnyu tobto poverhnyu sho ne maye krayu yak sfera abo tor dorivnyuye nulyu Nenulovij potik u takomu vipadku mozhlivij lishe yaksho isnuyut magnitni monopoli Elektromagnitna indukciyaDokladnishe Elektromagnitna indukciya Zmina magnitnogo potoku zgidno rivnyan Maksvella stvoryuye vihrove elektrichne pole cirkulyaciya yakogo dorivnyuye L E d l d F k d t displaystyle oint L mathbf E d mathbf l frac delta Phi k delta t de F k displaystyle Phi k magnitnij potik cherez poverhnyu sho obmezhuyetsya konturom cirkulyaciyu polya u yakomu mi vimiryuyemo U vipadku yaksho kontur zroblenij z materialu z nizkim oporom napriklad metalu to elektrorushijna sila u comu konturi bude dorivnyuvati E d F k d t displaystyle mathcal E frac d Phi k dt Ce rivnyannya nazivayetsya zakonom elektromagnitnoyi indukciyi Faradeya Cej zakon stosuyetsya dvoh riznih situacij koli kontur ruhayetsya zminyuyuchi svoyu formu abo koli zminyuyetsya magnitne pole Na vidminu vid rivnyan Maksvela zakon Faradeya pracyuye ne zavzhdi Isnuye nizka situacij sho vidomi pid zagalnoyu nazvoyu en pri yakih e r s vinikaye hocha ne mala b abo navpaki ne vinikaye hocha za zakonom Faradeya povinna bula b vinikati Spryamovuvannya magnitnogo potokuU rechovinah vidnosna magnitna proniknist yakih znachno bilsha za odinicyu tangencialna komponenta magnitnogo potoku pidsilyuyetsya v m raziv tomu u takih rechovinah potik majzhe zavzhdi napryamlenij paralelno granici magnetoproniknogo seredovisha i slabko minyayetsya z vidstannyu Ce dozvolyaye buduvati magnitoprovodi strizhni z magnitnogo materialu sho peredayut magnitne pole podibno tomu yak providniki peredayut strum Sukupnist magnitoprovodiv i rozdilyayuchih yih diamagnetikiv sho spryamovuyut magnitnij potik u elektrichnij mashini nazivayut magnitnim lancyugom Kvantuvannya magnitnogo potokuU vipadku yaksho kontur zroblenij z nadprovidnika magnitnij potik sho prohodit kriz nogo mozhe nabuvati lishe diskretnih znachen proporcijnih velichini F 0 ℏ 2 e 2 0678506 10 15 displaystyle Phi 0 hbar 2e 2 0678506 cdot 10 15 Vb Cya velichina nazivayetsya kvantom magnitnogo potoku Koeficiyent 2 u znamenniku virazu dlya F 0 displaystyle Phi 0 vkazuye na te sho nosiyami zaryadu u nadprovidniku ye kuperivski pari Div takozhElektrichnij potik Induktivnist SolenoyidPrimitkiMagnitnij potik Ukrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985 Arhiv originalu za 8 sichnya 2021 Procitovano 5 sichnya 2021 magnitnyj potok 8 sichnya 2021 u Wayback Machine ros Arhiv originalu za 8 sichnya 2021 Procitovano 5 sichnya 2021 Arhiv originalu za 7 sichnya 2021 Procitovano 5 sichnya 2021 Vector Potential 8 sichnya 2021 u Wayback Machine angl Fejnman Lejton Sends 1967 s 51 Fejnman Lejton Sends 1967 s 53 Arhiv originalu za 29 sichnya 2021 Procitovano 14 kvitnya 2022 kvantovanie magnitnogo potoka 7 sichnya 2021 u Wayback Machine ros DzherelaSivuhin D V 1977 Obshij kurs fiziki t III Elektrichestvo Moskva Nauka R Fejnman R Lejton M Sends Elektrodinamika Fejnmanovskie lekcii po fizike M Mir 1967 T 6 340 s Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi