Перейти к содержанию

Магнитная индукция

Силу магнитного поля описывают магнитной индукцией B. По ней считают ЭДС индукции, напряжение Холла и ток в катушках, а в даташитах магнитных датчиков встречаются обе её единицы — тесла и гаусс.

Обновлено Редакция GAW

Магнитная индукция B — векторная величина, описывающая силу магнитного поля. Её определяют через силу, с которой поле действует на заряд q, движущийся со скоростью v (OpenStax, раздел 11.2):

F=q⋅v⋅B⋅sin⁡θ,1 Тл=1 НА⋅м.F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin\theta, \qquad 1\ \text{Тл} = 1\ \frac{\text{Н}}{\text{А·м}}.

Здесь θ — угол между скоростью и полем. Единица СИ — тесла; встречается и гаусс: 1 Гс = 10⁻⁴ Тл.

Порядок величин

Источник поляИндукция
Поле Земли у поверхностиоколо 5·10⁻⁵ Тл = 0,5 Гс
Сильнейшие постоянные магнитыоколо 2 Тл
Сверхпроводящие электромагниты10 Тл и больше

Значения — по учебнику OpenStax.

Где встречается

  • Датчики Холла. Напряжение Холла пропорционально индукции поля — см. эффект Холла; на нём работают и датчики тока из статьи «Измерение тока».
  • Катушки и трансформаторы. Магнитный поток — индукция, умноженная на площадь, Φ = B·S, измеряется в веберах (1 Вб = 1 Тл·м²); его изменение наводит ЭДС — это электромагнитная индукция.
  • Индуктивность. Поле катушки пропорционально току, а отношение потока к току — её индуктивность.

Частые вопросы

Как перевести гауссы в теслы?

1 Гс = 10⁻⁴ Тл, то есть 1 Тл = 10 000 Гс. Поле Земли около 0,5 Гс — это 5·10⁻⁵ Тл, или 50 мкТл.

Насколько сильны постоянные магниты?

По OpenStax самые сильные постоянные магниты дают поле около 2 Тл — в 40 000 раз больше поля Земли. Сверхпроводящие электромагниты достигают 10 Тл и больше.

Где в электронике нужна магнитная индукция?

В датчиках Холла — их выход пропорционален индукции поля; в катушках и трансформаторах — через магнитный поток Φ = B·S, изменение которого наводит ЭДС; в датчиках тока — поле проводника пропорционально току.

Источники

  1. OpenStax. University Physics Volume 2, section 11.2: Magnetic Fields and Lines — магнитное поле определяют через силу на движущийся заряд F = q·v×B, по модулю F = q·v·B·sinθ; единица — тесла, 1 Тл = 1 Н/(А·м); меньшая единица — гаусс, 1 Гс = 10⁻⁴ Тл; сильнейшие постоянные магниты — около 2 Тл, сверхпроводящие электромагниты — 10 Тл и больше; поле Земли у поверхности — около 5·10⁻⁵ Тл, или 0,5 Гс
  2. OpenStax. University Physics Volume 2, section 13.1: Faraday's Law — магнитный поток Φ = ∫B·n dA, единица — вебер, 1 Вб = 1 Тл·м²

Нашли ошибку?

Смотрите также