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磁通量

王朝百科·作者佚名  2009-11-15  
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磁通量的简介定义:设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面,磁感应强度B与面积S的乘积,叫做穿过这个平面的磁通量,简称磁通。

公式:Φ=BS,适用条件是B与S平面垂直。当B与S存在夹角θ时,Φ=B*S*sinθ。

单位:在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,符号是Wb,1Wb=1T*m²=1V*S

意义:磁通量的意义可以用磁感线形象地加以说明.我们知道在同一磁场的图示中,磁感线越密的地方,也就是穿过单位面积的磁感线条数越多的地方,磁感应强度B越大.因此,B越大,S越大,穿过这个面的磁感线条数就越多,磁通量就越大.

描述通过某一平面的磁通量的大小,可以用通过这个平面的磁感线的条数的多少来形象地说明。在同一磁场中,磁感应强度越大B越大的地方,磁感线越密。因此,B越大,S越大,磁通量就越大,意味着穿过这个面的磁感线条数越多。

表示磁场分布情况的物理量。通过磁场中某处的面元dS的磁通量dΦB定义为该处磁感应强度的大小B与dS在垂直于B方向的投影dScosθ的乘积,即dFB =BdScosq式中θ是面元的法线方向n与磁感应强度B的夹角。磁通量是标量,θ<90°为正值,θ>90°为负值。通过任意闭合曲面的磁通量 ΦB 等于通过构成它的那些面元的磁通量的代数和,即对于闭合曲面,通常取它的外法线矢量(指向外部空间)为正。

磁场的高斯定理指出,通过任意闭合曲面的磁通量为零,即它表明磁场是无源的,不存在发出或会聚磁力线的源头或尾闾,亦即不存在孤立的磁单极。以上公式中的B既可以是电流产生的磁场,也可以是变化电场产生的磁场,或两者之和。

磁通密度是通过垂直于磁场方向的单位面积的磁通量,它等于该处磁场磁感应强度的大小B。磁通密度精确地描述了磁力线的疏密。

通量概念是描述矢量场性质的必要手段,通量密度则描述矢量场的强弱。磁通量和磁通密度,电通量和电通密度都是如此。

在国际单位制(SI)中,磁通量的单位是韦伯(Wb)。

引申了解磁通量的定义为覆盖某面积的磁场的积分

其中

Φ为磁通量,B为磁场密度,S为面积。 已知高斯磁场定律为:

这条方程的体积积分,跟散度定理合用,给出以下的结果:

亦即是说,通过任何密闭表面的磁通量一定为零;自由“磁电荷”是不存在的。

对比下, 另一条麦克斯韦方程──高斯电场定律为:∫∫E.ds=Q/ε0

其中:

E为电场强度, ρ为自由电荷的密度(不包括在物料中被束缚的双极电荷), ε0为真空介电常数。 注意这指出了电单极的存在,也就是,自由的正或负电荷。

磁通量密度向量的方向定义为从磁南极到磁北极(磁铁里面)。在磁铁外,场线会由北到南。

若磁场通过能导电的电线环,而磁通量的改变的话,会引起电动势的生成, 并因此会产生电流(在环中)。其关系式可由法拉第定律得出:

这就是发电机背后的原理。

 
 
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