Manyetik indüksiyon

Bir manyetik alana yerleştirilmiş bir iletkenin kuvvetine maruz kaldığını biliyoruz. Yönü, alan çizgilerinin yönüne ve akımın yönüne bağlıdır : eğer son biliniyorsa, kuvvetin yönü , sol el veya sağ vida kullanılarak belirlenebilir.

Şimdi bu kuvvetin ne dereceye kadar bağlı olduğunu düşünelim. Yaşamaya başlayalım.

AB doğrusal iletkeni kol dayanağının kirişinin sol koluna asılacak ve elektromıknatısın kutupları N ve S arasına yerleştirilecek ve böylece manyetik alanın kuvvet çizgilerine dik olacak. Bu iletkenle tutarlı olarak, iletkenimizdeki akımı ölçebilen ameteri ve ayrıca reostatı açarız. Dengeyi dengeler ve devreyi kapatırız. İletken AB'deki akımın B'den A'ya yönlendirilmesine izin verin. Terazilerin dengesi ihlal edilmiştir; Onu eski durumuna getirmek için, sağdaki bardak ek ağırlık koymalı ve ağırlığı da iletken üzerinde dikey olarak aşağıya doğru etki eden kuvvete eşit olmalıdır. Şimdi şefimizdeki akımı değiştireceğiz; Akımın artmasıyla birlikte iletkene etki eden kuvvetin de arttığını belirtmek isteriz. Değişiklikler, bir manyetik alanın iletkeni etkilediği kuvvetin, içinden akan akımla doğru orantılı olduğunu bize gösterecektir.

Bu kuvvet AB iletkeninin uzunluğuna bağlı mı? Bu sorunu çözmek için aynı akımla farklı uzunluklarda iletkenler alacağız. Ölçümler bize, bir iletken üzerinde bir manyetik alanın etki ettiği kuvvetin, manyetik alanda bulunan iletken bölümünün uzunluğuyla doğru orantılı olacağını gösterecektir.

Manyetik alana yerleştirilmiş akımla iletkene etki eden kuvvet F'yi, l bu iletken uzunluğunu ve ben de akım içindir.

İletkenin uzunluğunda ve içindeki akımdaki bir değişiklikle, gördüğümüz gibi, F kuvvetinin büyüklüğü.

F kuvvetinin I şeridinin uzunluğuna ve içerisindeki akıma oranı, içerisindeki akımdan bağımsız olarak sabittir; Sonuç olarak, bu oranın büyüklüğü manyetik alanı karakterize edebilir.

Bu değere manyetik indüksiyon denir veya manyetik alan indüksiyonu denir.

Manyetik indüksiyonu B olarak tanımlıyoruz. Tanımı gereği şunu yazabiliriz:

B = F / (I · l).

SI sisteminde, alanın indüksiyonu 1 A akım ve 1 m uzunluğundaki bir iletkenin 1 N kuvvetine maruz kaldığı manyetik indüksiyon ünitesidir. Bu ünitenin adı 1 newton / (ampermetredir) (1 N / (A˖m) olarak kısaltılır) .

1 N / (A˖m) = 1 (V˖sn) / m² olduğunu gösterelim:

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

1 volt saniyelik bir birim, Weber (Vb) olarak adlandırılır. Bu nedenle, 1 in / m² veya 1 Tesla (T) manyetik indüksiyon ünitesidir. SGSM'yi ölçme sisteminde manyetik indüksiyon ölçüm birimi gauss'tur (Gs):

1 T = 10.4 Gs.

Manyetik indüksiyon bir vektör miktarıdır. İndüktif vektörün verilen bir noktadaki yönü, bu noktadan geçen manyetik kuvvet çizgisinin yönü ile çakışmaktadır.

SI sisteminde manyetik indüksiyon, bir elektrik alanının mukavemetini bir elektrik alanının mukavemet özelliğini nasıl ifade ettiğine benzer bir manyetik alanın güç karakteristiğidir.

Manyetik alanın indüksiyonunu bilerek, iletkene etki eden kuvveti şu şekilde hesaplayabiliriz:

F = BI l.

Akımlı bir iletkende, yükler yalnızca rastgele farklı yönlerde değil aynı zamanda belirli bir yönde hareket eder. Yüklerin her biri, iletkene iletilen bir manyetik kuvvetten etkilenir. Kaotik hareketten kaynaklanan tüm kuvvetlerin toplamı sıfırdır ve yönlendirilen hareketin kuvvetlerinin toplamına Amper kuvveti denir .

Genel durumda, bir manyetik alana yerleştirilmiş bir iletkene etki eden kuvvetin büyüklüğü Amper yasası ile belirlenir:

F = BI l sin α, burada α, akım yönü (I) ile manyetik alan vektörü (B) arasındaki açıdır.

Manyetik alanın indüksiyonu, indüksiyon vektörüne dik olan bir birim akım elemanı üzerinde manyetik alanın etki ettiği kuvvete sayısal olarak eşittir. Manyetik indüksiyon, maddenin özelliklerine bağlıdır.