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.
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 = 4π 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
- Проставив сноски, внести более точные указания на источники.
- Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
- Добавить иллюстрации.
Единицы СИ
Атомная система единиц · Природная система единиц
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.
| 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
Загрузка...