Единица измерения магнитного поля

Единица измерения магнитного поля

Единицы измерения магнитных величин

Благодаря раннему отсутствию стандартизации в науке о магнетизме , мы сталкиваемся не менее чем c тремя системами измерения магнитных величин .

Этих величин в магнетизме несколько больше чем в электричестве. В электричестве мы имели дело с четырьмя основными величинами: напряжением (U), силой тока (I), сопротивлением (R) и мощностью (P). Первые три из них связаны друг с другом Законом Ома (U=IR ; I=U/R ; R=U/I), а четвертая, с предыдущими тремя — Законом Джоуля ( P = IU , P = I 2 R , Р = U 2 / R).

В магнетизме мы будем иметь дело со следующими величинами:

Магнитодвижущая сила (МДС) — физическая величина, характеризующая способность электрических токов создавать магнитные потоки. Она аналогична электродвижущей силе (ЭДС) в электрических цепях.

Магнитный поток — общее количество поля или его эффект . Аналогичен току в электрических цепях .

Напряженность магнитного поля — количество магнитодвижущих сил, распределенных по длине электромагнита.

Магнитная индукция — общее количество магнитного потока, сконцентрированного в данной точке пространства.

Магнитное сопротивление — Сопротивление определенного объема пространства или материала . магнитному потоку. Аналогично электрическому сопротивлению.

Магнитная проницаемость — величина, характеризующая реакцию среды (материала) на воздействие внешнего магнитного поля. Обратна удельному сопротивлению материала (большая проницаемость означает более легкое прохождение магнитного потока, в то время как большее удельное сопротивление означает более трудное прохождение электрического тока).

В настоящее время существует, как мы уже говорили, три системы измерения этих величин:

Как вы уже догадались , отношение между магнитодвижущей силой , магнитным потоком и магнитным сопротивлением аналогично отношению между напряжением (U) , током ( I) и сопротивлением (R). Получается нечто похожее на закон Ома для магнитной цепи :

Уравнение для определения магнитного сопротивления материала очень похоже на уравнение для определения сопротивления проводника (учитывая что магнитная проницаемость обратна удельному сопротивлению):

Из этих формул видно, что сопротивление более длинного материала в обоих случаях больше, а сопротивление материала с большей площадью поперечного сечения — меньше (при прочих равных условиях).

Главная загвоздка здесь состоит в том, что сопротивление материала магнитному потоку фактически изменяется при изменении концентрации самого потока. Это делает «Закон Ома» для магнитных цепей нелинейным, и работать с ним намного трудней, чем с электрической версией данного закона.

Источник: www.radiomexanik.spb.ru

Единицы измерения магнитных величин.

Система единиц (СИ) определяет единицы магнитных величин на осно­вании законов электромагнетизма через соответствующие электрические и ме­ханические единицы.

Максимальная напряженность имеет место на внешней поверхности проводника. Внутри проводника также возникает магнитное поле, но напря­женность его уменьшается по направлению от внешней поверхности к его оси. Напряженность магнитного поля Н измеряется в амперах на метр (А/м).

1 А/м -это .напряженность магнитного поля, возбуждаемого током 12,566 А прямого, бесконечно длинного проводника на расстоянии 2 м от его оси. Размерность единицы (А/м) и определение ее даны на основании закона полного тока.

Магнитный поток Ф измеряется в веберах (Вб). 1 Вб равен такой маг­нитный поток, при убывании которого до нуля за 1 с в контуре, сцепленном с этим магнитным потоком, возникает ЭДС индукции, равная 1 В: Вб = В • с.

Магнитная индукция В измеряется в теслах (Тл). 1 Тл — это индукция такого равномерного магнитного поля, в котором магнитный поток через пло­щадь в 1 м 2 , перпендикулярную направлению магнитного поля, равен одному 1Вб:Тл = Вб/м 2 .

Абсолютная магнитная проницаемость и магнитная постоянная измеряются в . Так как следовательно, единица абсолютной магнитной проницаемости должна измеряться в

Индуктивность измеряется в генри (Гн). Индуктивностью в1Гн обладает
такой контур, в котором ток, силой 1 А создает сцепленный с контуром магнитный поток в 1 Вб. Так как Гн = , то единица будет Гн/м.

Наряду с системами СИ допускается применение магнитных единиц не-рационализированной электромагнитной системы СГС, основными единицами которой являются сантиметр, грамм, секунда. Формулы электромагнетизма в этой системе нерационализированные; они содержат коэффициент .

В этой системе напряженность Н измеряется в эрстедах (Э):

Магнитный поток Ф измеряется в максвеллах (Мкс). 1 Вб = 10 8 Мкс.

Магнитная индукция В измеряется в гауссах (Гс). 1 Тл = 10 4 Гс,

Индуктивность измеряется в сантиметрах (см). 1 Гн = 10 9 см.

Закон полного тока определяет зависимость напряженности магнитного поля от токов, его возбуждающих. В простейшем случае напряженность Н маг­нитного поля прямолинейного длинного провода на расстоянии х от его оси составит:

Здесь представляет собой длину окружности, описанной вокруг провода радиусом х. Во всех точках этой окружности вследствие симметрии системы напряженность магнитного поля одинакова, а сама окружность совпа­дает с магнитной линией, описанной вокруг проводника

Устройство магнитной системы и принцип ее расчета

Магнитный поток в ЭМ возникает из-за наличия тока в обмотках: в ма­шинах постоянного тока и синхронных по обмоткам возбуждения проходит по­стоянный ток, по обмоткам якоря — переменный; в асинхронных машинах и трансформаторах по всем обмоткам проходит переменный ток.

На (рис. ) показана в схематическом виде часть четырехполюсной ма­шины постоянного тока и изображена картина магнитного потока, создаваемо­го основными полюсами (добавочные полюсы не показаны, чтобы не загромо­ждать чертеж). Ввиду полной симметрии машины поток, создаваемый каждым из полюсов, делится относительно продольной осевой линии полюса на две части, образующие два одинаковых магнитных контура, расположенных сим­метрично по обе стороны от осевой линии данного полюса. Число таких конту­ров равно числу полюсов 2р машины, но при расчете намагничивающей силы достаточно иметь в виду только какой-нибудь один из них.

Читать еще:  Компрессор с регулировкой подачи воздуха

Для улучшения магнитной связи между обмотками и увеличения магнит­ного потока магнитная система машин выполняется из ферромагнитных мате­риалов, обладающих хорошей магнитной проводимостью. В большинстве слу­чаев применяется электротехническая сталь, легированная кремнием (1 —5,0 %) а другими присадками, уменьшающими потери в переменном магнитном поле.

Основной поток Фо составляет только часть магнитного поля, создавае­мого полюсом. Другая часть магнитного поля, называемая потоком рассеяния Фа, ответвляется в пространство между полюсами и, следовательно, не прохо­дит в якорь и не участвует в создании ЭДС (рис. 3).

Цель расчета магнитной системы — установление связи между магнитным потоком Фо и токами в обмотках ЭМ.

Весь путь магнитного потока в электрической машине постоянного тока состоит из пяти участков (см. рис. 3): воздушного зазора длиной 25,, зубцово-го слоя длиной 2hz, сердечника якоря длиной La , сердечника полюсов длиной 2hn, станины длиной £с.

Так как магнитный поток в поперечном разрезе машины распределяется симметрично относительно продольных осей полюсов, то расчет магнитной це­пи производят для 1/2р части машины (см. рис. 3).

По закону магнитной цепи:

(8)

где — магнитное сопротивление цепи

Здесь Lk длина участка магнитной цепи, Sk площадь сечения участка магнитной цепи, µк — магнитная проницаемость участка магнитной цепи.

Отсюда, намагничивающая сила (н. с.) обмотки возбуждения

(9)

где: — намагничивающая сила вдоль магнитной цепи;

— магнитный поток элементарной трубки;

— элемент длинны трубки;

— магнитная проницаемость тел и сред, образующих данный участок цепи;

— сечение элементарной трубки.

При расчете основной н. с. машины Fo мы делим магнитную цепь машины на участки с таким расчетом, чтобы в пределах каждого из этих участков можно было считать, что магнитный поток трубки, проницаемость и сечение ее остаются постоянными по всей длине трубки. В этих условиях мы рассматриваем магнитный поток каждого участка как состоящий из некоторого числа одинаковых элементарных трубок, имеющих длину l каждая, и равномерно распределенных по площади поперечного сечения S данного участка. Характерные для каждого участка магнитной цепи величины приводятся в табл.1.

Следует учесть, что длина элементарных трубок (магнитных линий) на участках в ярме и в спинке якоря неодинакова, поэтому расчет н. с. этих участ­ков ведут по длине средней магнитной линии (см. рис.).

Тогда основная н. с. машины, рассчитанная на пару полюсов, может быть записана в виде:

(10)

Так как согласно условию, магнитный поток распределяется по сечению каждого участка равномерно, то

(11)

В этих условиях уравнение (1) переписывается в следующем виде:

(12)

Уравнение (12) показывает, что для определения н. с. XFo нужно для каждого из пяти участков найти соответствующую ему напряженность магнит­ного поля Нг и умножить ее на длину пути потока на этом участке. Так как , то напряженность магнитного поля данного участка зависит от величины магнитной индукции и магнитной проницаемости материала участка. Если магнитный поток и геометрические размеры всех участков заданы, то тем самым определяется магнитная индукция участка по формуле (2.12). Магнитная проницаемость участка зависит от магнитных свойств материала этого участка. Дпя немагнитных материалов, в частности, для воздушного зазора, имеем: µ = 10 -7 Гн/м в рационализированных системах МКСА и СИ; µ = 4π в рационализированной системе СГС. На практике при расчетах магнитных цепей электрических машин пользуются смешанной системой, в основу которой по­ложена система СГСМ с переводом единиц напряжения, тока, мощности и т. д. в практические единицы — вольт, ампер, ватт и т. д. В этом случае ц = 4π 10 -1 .

Зная индукцию для данного материала, можно определить напряженность магнитного поля Н и построить кривую намагничивания В = f(H) этого материала.

Дата добавления: 2018-05-02 ; просмотров: 837 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Источник: studopedia.net

Единица измерения магнитного поля

Для улучшения этой статьи желательно ? :

  • Проставив сноски, внести более точные указания на источники.
  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
  • Добавить иллюстрации.

Единицы СИ Основные единицы Ампер · Кандела · Кельвин · Килограмм · Метр · Моль · Секунда Производные единицы Беккерель · Ватт · Вебер · Вольт · Генри · Герц · Градус Цельсия · Грей · Джоуль · Зиверт · Катал · Кулон · Люкс · Люмен · Ньютон · Ньютон-метр · Ом · Паскаль · Радиан · Сименс · Стерадиан · Тесла · Фарад Астрономическая единица · Гектар · Градус дуги · Дальтон (Атомная единица массы) · День · Децибел · Литр · Минута · Минута дуги · Непер · Секунда дуги · Тонна · Час · Электронвольт
Атомная система единиц · Природная система единиц

Читать еще:  Чистка мельхиора в домашних условиях с фольгой
См. также Приставки СИ · Система физических величин · Преобразование единиц · Новые определения СИ · История метрической системы Категория:Единицы СИ

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Тесла (единица измерения)» в других словарях:

ТЕСЛА (единица магнитной индукции) — ТЕСЛА, единица магнитной индукции (см. МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ) (В) в системе СИ, названа в честь физика Н. Теслы. Обозначается Тл. 1 Тл = 1 Н/(А.м) 1 Тл (тесла) магнитная индукция такого однородного магнитного поля, которое действует с силой 1 Н… … Энциклопедический словарь

Единица измерения Сименс — Сименс (обозначение: См, S) единица измерения электрической проводимости в системе СИ, величина обратная ому. До Второй мировой войны (в СССР до 1960 х годов) сименсом называлась единица электрического сопротивления, соответсвующая сопротивлению … Википедия

Гаусс (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Гаусс. Гаусс (русское обозначение Гс, международное G) единица измерения магнитной индукции в системе СГС. Названа в честь немецкого физика и математика Карла Фридриха Гаусса. 1 Гс =… … Википедия

Зиверт (единица измерения) — Зиверт (обозначение: Зв, Sv) единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ), используется с 1979 г. 1 зиверт это количество энергии, поглощённое килограммом… … Википедия

Беккерель (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Беккерель. Беккерель (обозначение: Бк, Bq) единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель определяется как активность источника, в… … Википедия

Ньютон (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Ньютон. Ньютон (обозначение: Н) единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ). Принятое международное название newton (обозначение: N). Ньютон производная единица. Исходя из второго… … Википедия

Сименс (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Сименс. Сименс (русское обозначение: См; международное обозначение: S) единица измерения электрической проводимости в Международной системе единиц (СИ), величина обратная ому. Через другие… … Википедия

Паскаль (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Паскаль (значения). Паскаль (обозначение: Па, международное: Pa) единица измерения давления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ). Паскаль равен давлению… … Википедия

Грей (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Грей. Грей (обозначение: Гр, Gy) единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ). Поглощённая доза равна одному грею, если в результате… … Википедия

Вебер (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Вебер. Вебер (обозначение: Вб, Wb) единица измерения магнитного потока в системе СИ. По определению, изменение магнитного потока через замкнутый контур со скоростью один вебер в секунду наводит в… … Википедия

Источник: dic.academic.ru

Тесла – единица измерения плотности магнитного потока, напряжённости и индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ). Тесла как единица измерения имеет русское обозначение – Тл и международное обозначение – T.

Другие единицы измерения

Тесла, как единица измерения:

Тесла – единица измерения плотности магнитного потока, напряжённости и индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ), названная в честь изобретателя Николы Теслы.

Тесла как единица измерения имеет русское обозначение – Тл и международное обозначение – T.

1 тесла равен индукции такого однородного магнитного поля, в котором на 1 метр длины прямого проводника, перпендикулярного вектору магнитной индукции, с током силой 1 ампер действует сила 1 ньютон. Другими словами, один тесла равен напряжённости поля, действующего на проводник с силой один ньютон на метр проводника при силе тока на каждый ампер тока.

Аналогично, один тесла представляет собой плотность магнитного потока в один вебер на квадратный метр площади.

Тл = кг / (с 2 · А) = Н / (А · м) = Вб / м 2 .

1 Тл = 1 кг / (1 с 2 · 1 А) = 1 Н / (1 А · 1 м) = 1 Вб / 1 м 2 .

В Международную систему единиц тесла введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году, одновременно с принятием системы СИ в целом. В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы «тесла» пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной (Тл). Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием теслы.

Применение тесла:

В теслах измеряют плотность магнитного потока , напряжённость и индукцию магнитного поля.

Представление тесла в других единицах измерения – формулы:

Через основные и производные единицы системы СИ тесла выражается следующим образом:

где Тл – тесла, А – ампер, В – вольт , Вб – вебер, Н – ньютон , м – метр, с – секунда, кг – килограмм .

Перевод тесла в другие единицы измерения:

1 Тл = 10 000 гаусс.

1 Тл = 1⋅10 9 гамма.

Кратные и дольные единицы тесла:

Кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Читать еще:  Анемометр что это такое
Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
10 1 Тл декатесла даТл daT 10 −1 Тл децитесла дТл dT
10 2 Тл гектотесла гТл hT 10 −2 Тл сантитесла сТл cT
10 3 Тл килотесла кТл kT 10 −3 Тл миллитесла мТл mT
10 6 Тл мегатесла МТл MT 10 −6 Тл микротесла мкТл µT
10 9 Тл гигатесла ГТл GT 10 −9 Тл нанотесла нТл nT
10 12 Тл тератесла ТТл TT 10 −12 Тл пикотесла пТл pT
10 15 Тл петатесла ПТл PT 10 −15 Тл фемтотесла фТл fT
10 18 Тл эксатесла ЭТл ET 10 −18 Тл аттотесла аТл aT
10 21 Тл зеттатесла ЗТл ZT 10 −21 Тл зептотесла зТл zT
10 24 Тл иоттатесла ИТл YT 10 −24 Тл иоктотесла иТл yT

Интересные примеры:

Во внешнем космосе магнитная индукция составляет от 0,1 до 10 нанотесла (от 10 −10 Тл до 10 −8 Тл).

Магнитное поле Земли значительно варьируется во времени и пространстве. На широте 50° магнитная индукция в среднем составляет 5⋅10 −5 Тл, а на экваторе (широта 0°) — 3,1⋅10 −5 Тл.

Сувенирный магнит на холодильнике создает поле около 5 миллитесла (5⋅10 −3 Тл).

В солнечных пятнах магнитная индукция составляет 10 Тл.

Рекордное значение импульсного магнитного поля, когда-либо наблюдавшегося в лаборатории – 2,8⋅10 3 Тл.

Магнитные поля в атомах составляют от 1 до 10 килотесла (10 3 – 10 4 Тл).

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

тл тесла физическая единица измерения си магнитной индукции физическая величина физика википедия
какая физическая величина имеет единицу 1 тесла

Источник: xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai

Магнитное поле

Магнитное поле — одна из форм проявления электромагнитного поля, особенностью которой является действие его только на движущиеся частицы и тела, обладающие электрическим зарядом, а также на намагниченные тела независимо от состояния их движения.

Основные силовые характеристики магнитного поля — индукция и напряженность. Индукция (В) численно равна силе, с которой действует магнитное поле на единичный элемент тока, расположенный перпендикулярно к вектору индукции.

Линии магнитной индукции — кривые, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора В в этих точках поля. Замкнутость линий индукции является выражением отсутствия в природе свободных магнитных зарядов. Если векторы В во всех точках поля одинаковы, то магнитное поле называют однородным. Направление линий индукции определяется правилом Максвелла (правило буравчика)

Подобно тому, как вокруг неподвижного электрического заряда возникает электрическое поле, в пространстве вокруг движущихся зарядов (или токов) возникает магнитное поле. Сила действия этого поля зависит от скорости движения зарядов. Магнитное поле, как и электрическое, есть проявление единого электромагнитного поля. Если токи в проводниках не изменяются с течением времени, то и магнитные поля, созданные ими, также не изменяются.

Магнитную индукцию можно выразить через вектор напряженности магнитного поля Н и вектор намагниченности J. Напряженность магнитного поля не зависит от магнитных свойств среды и в вакууме (а также в воздухе):

В 1701 г. Э. Галлей (Англия) построил первую карту магнитного склонения. Приблизительно в это же время измерения склонения в разных точках земного шара, а также повторные и длительные стационарные наблюдения с магнитными стрелками показали, что магнитное поле меняется не только в пространстве, но и во времени; так было открыто переменное магнитное поле Земли. В XVIII-XIX вв. изучением магнитных явлений и магнитными измерениями занимались выдающиеся ученые и путешественники многих стран мира, например великий немецкий математик К. Гаусс, русский ученый Н.М. Симонов, предвосхитивший некоторые идеи К. Гаусса, М.В. Ломоносов, а позднее и Д.И. Менделеев. М.В. Ломоносов занимался улучшением компасов; под его руководством был, в частности, создан самопишущий компас, Он же предложил организовать в России магнитные обсерватории для стационарного изучения магнитного поля. Д.И. Менделеев был инициатором первых магнитных съемок для геологических целей в нашей стране, в первую очередь на Урале.

или Z. Карты строят на 1 июля и называют их картами эпохи такого-то года. Например, на рис. 2.2.1 приведена карта эпохи 1980 г.

Полная напряженность магнитного поля Земли для эпохи 1980 г.

Изолинии Т проведены через 4 мкТл (из книги П. Шарма «Геофизические методы в региональной геологии»)

Единицы измерений

Единицей напряженности геомагнитного поля () в системе Си является ампер на метр (А/м). В магниторазведке применялась и другая единица Эрстед (Э) или гамма , равная 10 -5 Э . Однако практически измеряемым параметром магнитного поля является магнитная индукция (или плотность магнитного потока) , где — магнитная проницаемость среды. Единицей магнитной индукции в системе Си является тесла (Тл). В магниторазведке используется более мелкая единица нанотесла (нТл), равная 10 -9 Тл. Так как для большинства сред, в которых изучается магнитное поле (воздух, вода, громадное большинство немагнитных осадочных пород), , то количественно магнитное поле Земли можно измерять либо в единицах магнитной индукции (в нТл), либо в соответствующей ей напряженности поля — гамма .

Источник: studwood.ru

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector