在前一節(jié)課中我們學(xué)習(xí)了電流的磁場(chǎng)及磁場(chǎng)方向與安培右手定則,了解了磁場(chǎng)和電場(chǎng)都是一種特殊的物質(zhì),是一種人的感覺(jué)器官無(wú)法看見(jiàn),也無(wú)法觸摸到的。而為了描述磁場(chǎng)的性質(zhì),這里給大家介紹幾個(gè)描述磁場(chǎng)性質(zhì)基本物理量之一的:磁場(chǎng)強(qiáng)度(磁感應(yīng)強(qiáng)度)。
磁感應(yīng)強(qiáng)度(磁場(chǎng)強(qiáng)度)
定義:反應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量稱(chēng)為磁感應(yīng)強(qiáng)度(磁通密度),用大寫(xiě)字母B表示,其定義為:在磁場(chǎng)中,垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)體受到的磁場(chǎng)作用與電流強(qiáng)度和導(dǎo)體長(zhǎng)度乘積的比值,叫做通電直導(dǎo)線(xiàn)所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
上面的磁感應(yīng)強(qiáng)度公式中:
- F:表示載流導(dǎo)線(xiàn)所受的電磁力,單位:牛頓(N);
- I:表示導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)的電流,單位:安倍(A);
- L:表示與磁場(chǎng)方向垂直的導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度,單位:米(m);
- B:表示導(dǎo)線(xiàn)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度,單位:特斯拉,簡(jiǎn)稱(chēng)特,以大寫(xiě)字母“T”表示,或者韋伯/米2(Wb/m2)。
數(shù)量解釋:1特斯拉在數(shù)值上等于長(zhǎng)度為1米并與磁場(chǎng)相垂直的導(dǎo)線(xiàn),通過(guò)1安倍電流時(shí),它所受的電磁力為1牛頓(N)時(shí)的磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度。磁感應(yīng)強(qiáng)度B是個(gè)矢量,其方向就是磁針在磁場(chǎng)中某點(diǎn)靜止時(shí)N極別所指的方向。
若在磁場(chǎng)中的各點(diǎn)處,載流導(dǎo)線(xiàn)所受到的電場(chǎng)力F的大小相等,方向相同,這就表明磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同。這樣的磁場(chǎng)稱(chēng)為均勻磁場(chǎng),對(duì)均勻磁場(chǎng)可用疏密均勻、方向相同的磁力線(xiàn)表示。
高斯與特斯拉單位換算
在工程計(jì)算中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位常用高斯(CGS制中磁感應(yīng)強(qiáng)度或磁通量的單位),簡(jiǎn)稱(chēng)“高”,常用符號(hào)G或Gs表示。他與國(guó)際單位制中的特斯拉(T)的換算關(guān)系為:
- 1 G = 10-4 T=0.1 mT
- 1 T = 10000 G
一般永久磁鐵周?chē)拇艌?chǎng),其B約為0.2~0.7特,變壓器鐵芯中的B磁場(chǎng)強(qiáng)度B的最大值可達(dá)0.9~1.8特。