在前一節(jié)課中我們學(xué)習(xí)了電流的磁場及磁場方向與安培右手定則,了解了磁場和電場都是一種特殊的物質(zhì),是一種人的感覺器官無法看見,也無法觸摸到的。而為了描述磁場的性質(zhì),這里給大家介紹幾個描述磁場性質(zhì)基本物理量之一的:磁場強(qiáng)度(磁感應(yīng)強(qiáng)度)。
磁感應(yīng)強(qiáng)度(磁場強(qiáng)度)
定義:反應(yīng)磁場強(qiáng)弱的物理量稱為磁感應(yīng)強(qiáng)度(磁通密度),用大寫字母B表示,其定義為:在磁場中,垂直于磁場方向的通電導(dǎo)體受到的磁場作用與電流強(qiáng)度和導(dǎo)體長度乘積的比值,叫做通電直導(dǎo)線所在處的磁感應(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)線所受的電磁力,單位:牛頓(N);
- I:表示導(dǎo)線中通過的電流,單位:安倍(A);
- L:表示與磁場方向垂直的導(dǎo)線長度,單位:米(m);
- B:表示導(dǎo)線所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度,單位:特斯拉,簡稱特,以大寫字母“T”表示,或者韋伯/米2(Wb/m2)。
數(shù)量解釋:1特斯拉在數(shù)值上等于長度為1米并與磁場相垂直的導(dǎo)線,通過1安倍電流時,它所受的電磁力為1牛頓(N)時的磁場感應(yīng)強(qiáng)度。磁感應(yīng)強(qiáng)度B是個矢量,其方向就是磁針在磁場中某點(diǎn)靜止時N極別所指的方向。
若在磁場中的各點(diǎn)處,載流導(dǎo)線所受到的電場力F的大小相等,方向相同,這就表明磁場中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同。這樣的磁場稱為均勻磁場,對均勻磁場可用疏密均勻、方向相同的磁力線表示。
高斯與特斯拉單位換算
在工程計算中,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),簡稱“高”,常用符號G或Gs表示。他與國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
一般永久磁鐵周圍的磁場,其B約為0.2~0.7特,變壓器鐵芯中的B磁場強(qiáng)度B的最大值可達(dá)0.9~1.8特。