Induksi magnetik

Kita tahu bahwa konduktor dengan arus yang ditempatkan di medan magnet terkena kekuatan. Arahnya tergantung pada arah garis medan dan arah arus: jika yang terakhir diketahui, arah gaya dapat ditentukan dengan menggunakan aturan tangan kiri atau sekrup yang tepat.

Sekarang mari kita pertimbangkan sejauh mana kekuatan ini tergantung. Mari kita beralih ke pengalaman.

Kita akan menggantungkan konduktor linier AB ke lengan kiri berkas keseimbangan tuas dan meletakkannya di antara kutub N dan S elektromagnet sehingga tegak lurus terhadap garis gaya medan magnet. Secara konsisten dengan konduktor ini, kita menyalakan ammeter, dan juga rheostat, yang dengannya memungkinkan mengukur arus di konduktor kita. Kita menyeimbangkan keseimbangan dan menutup sirkuit. Biarkan arus di konduktor AB diarahkan dari B ke A. Saldo timbangan dilanggar; Untuk mengembalikannya, cangkir yang tepat harus menambah bobot, bobotnya akan sama dengan gaya yang bekerja pada konduktor secara vertikal ke bawah. Sekarang kita akan mengubah arus di konduktor kita; Kami mencatat bahwa dengan meningkatnya arus, kekuatan yang bekerja pada konduktor juga meningkat. Perubahan akan menunjukkan kepada kita bahwa gaya medan magnet yang mempengaruhi konduktor berbanding lurus dengan arus yang mengalir melewatinya.

Apakah gaya ini bergantung pada panjang konduktor AB? Untuk mengatasi masalah ini, kita akan membawa konduktor dengan panjang yang berbeda dengan arus yang sama. Pengukuran akan menunjukkan kepada kita bahwa gaya medan magnet yang bekerja pada konduktor dengan arus akan berbanding lurus dengan panjang bagian konduktor yang berada di medan magnet.

Misalkan F adalah gaya yang bekerja pada konduktor dengan arus yang ditempatkan di medan magnet, l adalah panjang konduktor ini dan saya adalah arus di dalamnya.

Dengan perubahan panjang konduktor l dan arus di dalamnya, seperti yang telah kita lihat, besarnya gaya F.

Rasio gaya F terhadap panjang konduktor I dan arus di dalamnya konstan, terlepas dari arus di dalamnya; Akibatnya, besarnya rasio ini bisa menjadi ciri medan magnet.

Nilai ini disebut induksi magnetik atau induksi medan magnet.

Kami menunjukkan induksi magnetik dengan B. Menurut definisi, kita dapat menulis:

B = F / (I · l).

Dalam sistem SI, induksi medan adalah unit induksi magnetik, dimana konduktor dengan arus 1 A dan panjang 1 m terpapar gaya 1 N. Nama unit ini adalah 1 newton / (ampere meter) (disingkat 1 N / (A˖m)) .

Mari kita tunjukkan bahwa 1 N / (A˖m) = 1 (V˖sec) / m²:

1 N / (А˖м) = 1 (Н˖м) / (А˖м²) = 1 j / (А˖м²) = 1 (В˖А˖се) / (А˖м²) = 1 (²) Sec) / m².

Sebuah unit dari 1 volt-second disebut Weber (Vb). Oleh karena itu, 1 in / m² atau 1 Tesla (T) adalah satuan induksi magnetik. Sedangkan dalam sistem pengukuran SGSM unit pengukuran induksi magnetik adalah gauss (Gs):

1 T = 10⁴ Gs.

Induksi magnetik adalah kuantitas vektor. Arah vektor induksi pada titik tertentu bertepatan dengan arah garis gaya magnet yang melewati titik ini.

Dalam sistem SI, induksi magnetik adalah karakteristik daya medan magnet, mirip dengan bagaimana kekuatan medan listrik mengekspresikan karakteristik kekuatan medan listrik.

Mengetahui induksi medan magnet, kita bisa menghitung kekuatannya yang bekerja pada konduktor dengan arus, sesuai rumus:

F = BI l.

Dalam konduktor dengan arus, biaya bergerak tidak hanya secara acak ke arah yang berbeda, tapi juga dalam arah tertentu. Masing-masing muatan dipengaruhi oleh gaya magnet, yang ditransmisikan ke konduktor. Jumlah semua kekuatan dari gerak kacau adalah nol, dan jumlah kekuatan gerak yang diarahkan disebut gaya Ampere.

Dalam kasus umum, besarnya gaya yang bekerja pada konduktor dengan arus yang ditempatkan di medan magnet ditentukan oleh hukum Ampere:

F = BI l sin α, dimana α adalah sudut antara arah arus (I) dan vektor medan magnet (B).

Induksi medan magnet secara numerik sama dengan gaya medan magnet yang bekerja pada elemen arus unit yang tegak lurus terhadap vektor induksi. Induksi magnetik bergantung pada sifat media.