Magnetischer Fluss – Wissens-Hypermarkt. Grundformeln

Der Fluss des magnetischen Induktionsvektors B durch eine beliebige Oberfläche. Der magnetische Fluss durch eine kleine Fläche dS, innerhalb derer der Vektor B unverändert bleibt, ist gleich dФ = ВndS, wobei Bn die Projektion des Vektors auf die Normale der Fläche dS ist. Magnetischer Fluss F durch das Endstück... ... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

MAGNETFLUSS- (magnetischer Induktionsfluss), Fluss F des magnetischen Vektors. Induktion B durch k.l. Oberfläche. M. p. dФ durch eine kleine Fläche dS, innerhalb derer der Vektor B als unverändert betrachtet werden kann, wird durch das Produkt der Flächengröße und der Projektion Bn des Vektors auf ... ... ausgedrückt. Physische Enzyklopädie

magnetischer Fluss- Eine skalare Größe, die dem magnetischen Induktionsfluss entspricht. [GOST R 52002 2003] magnetischer Fluss Der Fluss der magnetischen Induktion durch eine Oberfläche senkrecht zum Magnetfeld, definiert als das Produkt der magnetischen Induktion an einem bestimmten Punkt durch die Fläche... ... Leitfaden für technische Übersetzer

MAGNETFLUSS- (Symbol F), ein Maß für die Stärke und Ausdehnung des MAGNETFELDES. Der Fluss durch die Fläche A im rechten Winkel zum gleichen Magnetfeld beträgt Ф = mHA, wobei m die magnetische PERMEABILITÄT des Mediums und H die Intensität des Magnetfelds ist. Die magnetische Flussdichte ist der Fluss... ... Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch

MAGNETFLUSS- Fluss Ф des magnetischen Induktionsvektors (siehe (5)) B durch die Oberfläche S normal zum Vektor B in einem gleichmäßigen Magnetfeld. SI-Einheit des magnetischen Flusses (cm) ... Große Polytechnische Enzyklopädie

MAGNETFLUSS- ein Wert, der die magnetische Wirkung auf einer bestimmten Oberfläche charakterisiert. Das Magnetfeld wird anhand der Anzahl der magnetischen Kraftlinien gemessen, die durch eine bestimmte Oberfläche verlaufen. Technisches Eisenbahnwörterbuch. M.: Staatsverkehr... ... Technisches Eisenbahnwörterbuch

Magnetischer Fluss- eine skalare Größe, die dem magnetischen Induktionsfluss entspricht... Quelle: ELECTRICAL ENGINEERING. BEGRIFFE UND DEFINITIONEN GRUNDKONZEPTE. GOST R 52002 2003 (genehmigt durch Beschluss des Staatsstandards der Russischen Föderation vom 01.09.2003 N 3 Art.) ... Offizielle Terminologie

magnetischer Fluss- Fluss des magnetischen Induktionsvektors B durch eine beliebige Oberfläche. Der magnetische Fluss durch eine kleine Fläche dS, innerhalb derer der Vektor B unverändert bleibt, ist gleich dФ = BndS, wobei Bn die Projektion des Vektors auf die Normale der Fläche dS ist. Magnetischer Fluss F durch das Endstück... ... Enzyklopädisches Wörterbuch

magnetischer Fluss- , der magnetische Induktionsfluss ist der Fluss des magnetischen Induktionsvektors durch eine beliebige Oberfläche. Für eine geschlossene Oberfläche ist der gesamte magnetische Fluss Null, was die elektromagnetische Natur des Magnetfelds widerspiegelt, d. h. die Abwesenheit in der Natur ... Enzyklopädisches Wörterbuch der Metallurgie

Magnetischer Fluss- 12. Magnetischer Fluss Magnetischer Induktionsfluss Quelle: GOST 19880 74: Elektrotechnik. Grundlegendes Konzept. Begriffe und Definitionen Originaldokument 12 magnetisch auf ... Wörterbuch-Nachschlagewerk mit Begriffen der normativen und technischen Dokumentation

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Dann verlaufen die Magnetfeldinduktionslinien durch diesen Stromkreis. Eine magnetische Induktionslinie ist die magnetische Induktion an jedem Punkt dieser Linie. Das heißt, wir können sagen, dass magnetische Induktionslinien der Fluss des Induktionsvektors durch den durch diese Linien begrenzten und beschriebenen Raum sind. Kurz gesagt, magnetischer Fluss kann gesagt werden.

Allgemein ausgedrückt wird das Konzept des „magnetischen Flusses“ in der neunten Klasse eingeführt. Eine detailliertere Betrachtung mit der Herleitung von Formeln etc. bezieht sich auf den Physikkurs am Gymnasium. Der magnetische Fluss ist also ein bestimmtes Maß an Magnetfeldinduktion in einem beliebigen Bereich des Raums.

Richtung und Menge des magnetischen Flusses

Der magnetische Fluss hat eine Richtung und einen quantitativen Wert. In unserem Fall, einem Stromkreis, sagen wir, dass dieser Stromkreis von einem bestimmten magnetischen Fluss durchdrungen wird. Es ist klar, dass der Magnetfluss umso größer ist, je größer der Stromkreis ist.

Das heißt, der magnetische Fluss hängt von der Raumfläche ab, die er durchquert. Wenn wir einen festen Rahmen einer bestimmten Größe haben, der von einem konstanten Magnetfeld durchdrungen wird, dann ist der magnetische Fluss, der durch diesen Rahmen fließt, konstant.

Wenn wir die Stärke des Magnetfelds erhöhen, erhöht sich entsprechend die magnetische Induktion. Die Größe des magnetischen Flusses nimmt ebenfalls zu, und zwar proportional zur erhöhten Induktionsgröße. Das heißt, der magnetische Fluss hängt von der Größe der Magnetfeldinduktion und der durchdrungenen Fläche der Oberfläche ab.

Magnetischer Fluss und Rahmen – betrachten Sie ein Beispiel

Betrachten wir die Option, wenn unser Rahmen senkrecht zum Magnetfluss steht. Die von diesem Rahmen begrenzte Fläche ist im Verhältnis zum durch ihn fließenden Magnetfluss maximal. Folglich ist der Flusswert für einen gegebenen Magnetfeldinduktionswert maximal.

Wenn wir beginnen, den Rahmen relativ zur Richtung des Magnetflusses zu drehen, verringert sich die Fläche, durch die der Magnetfluss fließen kann, und daher verringert sich auch die Menge des Magnetflusses durch diesen Rahmen. Darüber hinaus sinkt sie auf Null, wenn der Rahmen parallel zu den magnetischen Induktionslinien verläuft.

Der Magnetfluss scheint am Rahmen vorbeizugleiten, dringt aber nicht in ihn ein. In diesem Fall ist die Wirkung des Magnetfelds auf den stromführenden Rahmen gleich Null. Somit können wir die folgende Abhängigkeit ableiten:

Der magnetische Fluss, der den Bereich des Stromkreises durchdringt, ändert sich, wenn sich die Größe des magnetischen Induktionsvektors B, der Bereich des Stromkreises S, ändert und wenn sich der Stromkreis dreht, d. h. wenn seine Ausrichtung zu den Induktionslinien des Magnetfelds erfolgt Änderungen.

Hier ist der Einheitsnormalenvektor zur Fläche dS, Gasthaus- Vektorprojektion IN zur Normalenrichtung, - der Winkel zwischen den Vektoren IN Und N (Abb. 6.28).

Reis. 6.28. Magnetischer Induktionsvektorfluss durch das Pad

Magnetischer Fluss F B durch eine beliebige geschlossene Fläche S gleicht

Das Fehlen magnetischer Ladungen in der Natur führt dazu, dass die Vektorlinien IN haben weder Anfang noch Ende. Daher der Vektorfluss IN durch eine geschlossene Fläche muss gleich Null sein. Also für jedes Magnetfeld und eine beliebige geschlossene Oberfläche S Bedingung ist erfüllt

Formel (6.28) drückt aus Ostrogradsky-Gauss-Theorem für Vektor :

Lassen Sie uns noch einmal betonen: Dieser Satz ist ein mathematischer Ausdruck der Tatsache, dass es in der Natur keine magnetischen Ladungen gibt, an denen magnetische Induktionslinien beginnen und enden, wie dies bei der elektrischen Feldstärke der Fall war E Punktgebühren.

Diese Eigenschaft unterscheidet ein magnetisches Feld deutlich von einem elektrischen. Die magnetischen Induktionslinien sind geschlossen, daher ist die Anzahl der Linien, die in ein bestimmtes Raumvolumen eintreten, gleich der Anzahl der Linien, die dieses Volumen verlassen. Nimmt man die eingehenden Flüsse mit einem Vorzeichen und die ausgehenden Flüsse mit einem anderen, dann ist der Gesamtfluss des magnetischen Induktionsvektors durch eine geschlossene Oberfläche gleich Null.

Reis. 6.29. W. Weber (1804–1891) – deutscher Physiker

Der Unterschied zwischen einem magnetischen Feld und einem elektrostatischen Feld zeigt sich auch im Wert der Größe, die wir nennen Verkehr- Integral eines Vektorfeldes entlang eines geschlossenen Pfades. In der Elektrostatik ist das Integral gleich Null

entlang einer beliebigen geschlossenen Kontur genommen. Dies liegt an der Potentialität des elektrostatischen Feldes, das heißt daran, dass die Arbeit, die zur Bewegung einer Ladung in einem elektrostatischen Feld geleistet wird, nicht vom Weg, sondern nur von der Lage des Start- und Endpunkts abhängt.

Schauen wir mal, wie es bei einem ähnlichen Wert für das Magnetfeld aussieht. Nehmen wir einen geschlossenen Regelkreis, der Gleichstrom abdeckt, und berechnen wir die Vektorzirkulation dafür IN , also

Wie oben festgestellt wurde, wird die magnetische Induktion durch einen geraden Leiter mit Strom in einiger Entfernung erzeugt R vom Dirigenten ist gleich

Betrachten wir den Fall, dass die den Gleichstrom umschließende Kontur in einer Ebene senkrecht zum Strom liegt und ein Kreis mit einem Radius ist R zentriert auf den Dirigenten. In diesem Fall die Zirkulation des Vektors IN entlang dieses Kreises ist gleich

Es kann gezeigt werden, dass sich das Ergebnis für die Zirkulation des magnetischen Induktionsvektors bei kontinuierlicher Verformung des Stromkreises nicht ändert, wenn der Stromkreis während dieser Verformung die Stromlinien nicht schneidet. Dann ist aufgrund des Superpositionsprinzips die Zirkulation des magnetischen Induktionsvektors entlang eines Pfades, der mehrere Ströme umfasst, proportional zu ihrer algebraischen Summe (Abb. 6.30).

Reis. 6.30 Uhr. Geschlossener Regelkreis (L) mit vorgegebener Bypass-Richtung.
Dargestellt sind die Ströme I 1, I 2 und I 3, die ein Magnetfeld erzeugen.
Nur die Ströme I 2 und I 3 tragen zur Zirkulation des Magnetfelds entlang der Kontur (L) bei.

Wenn der ausgewählte Stromkreis keine Ströme abdeckt, ist die Zirkulation durch ihn Null.

Bei der Berechnung der algebraischen Summe der Ströme sollte das Vorzeichen des Stroms berücksichtigt werden: Wir betrachten einen Strom als positiv, dessen Richtung nach der Regel der rechten Schraube mit der Richtung der Durchquerung der Kontur zusammenhängt. Zum Beispiel der aktuelle Beitrag ICH 2 in den Umlauf ist negativ und der aktuelle Beitrag ICH 3 - positiv (Abb. 6.18). Verwenden des Verhältnisses

zwischen aktueller Stärke ICH durch jede geschlossene Oberfläche S und Stromdichte für die Vektorzirkulation IN kann aufgeschrieben werden

Wo S- jede geschlossene Fläche, die auf einer gegebenen Kontur ruht L.

Solche Felder heißen Wirbel. Daher kann für ein Magnetfeld kein Potential eingeführt werden, wie dies für das elektrische Feld von Punktladungen der Fall war. Der Unterschied zwischen Potential- und Wirbelfeld lässt sich am deutlichsten durch das Bild der Feldlinien darstellen. Elektrostatische Feldlinien sind wie Igel: Sie beginnen und enden bei Ladungen (oder gehen ins Unendliche). Magnetische Feldlinien ähneln niemals „Igeln“: Sie sind immer geschlossen und umschließen aktuelle Ströme.

Um die Anwendung des Zirkulationssatzes zu veranschaulichen, wollen wir mit einer anderen Methode das bereits bekannte Magnetfeld eines unendlichen Solenoids ermitteln. Nehmen wir eine rechteckige Kontur 1-2-3-4 (Abb. 6.31) und berechnen wir den Umlauf des Vektors IN entlang dieser Kontur

Reis. 6.31. Anwendung des Zirkulationssatzes B auf die Bestimmung des Magnetfeldes eines Elektromagneten

Das zweite und vierte Integral sind aufgrund der Rechtwinkligkeit der Vektoren und gleich Null

Wir haben das Ergebnis (6.20) reproduziert, ohne die Magnetfelder einzelner Windungen zu integrieren.

Das erhaltene Ergebnis (6.35) kann verwendet werden, um das Magnetfeld eines dünnen Toroidsolenoids zu ermitteln (Abb. 6.32).

Reis. 6.32. Ringspule: Die magnetischen Induktionslinien sind innerhalb der Spule geschlossen und bilden konzentrische Kreise. Sie sind so ausgerichtet, dass wir, wenn wir an ihnen entlangschauen, sehen würden, wie die Strömung in den Windungen im Uhrzeigersinn zirkuliert. Eine der Induktionslinien mit einem bestimmten Radius r 1 ≤ r< r 2 изображена на рисунке

Das Bild zeigt ein gleichmäßiges Magnetfeld. Homogen bedeutet an allen Punkten in einem gegebenen Volumen gleich. Eine Fläche mit der Fläche S wird in ein Feld gelegt. Die Feldlinien schneiden die Fläche.

Bestimmung des magnetischen Flusses:

Der magnetische Fluss Ф durch die Oberfläche S ist die Anzahl der Linien des magnetischen Induktionsvektors B, die durch die Oberfläche S verlaufen.

Magnetische Flussformel:

Dabei ist α der Winkel zwischen der Richtung des magnetischen Induktionsvektors B und der Flächennormalen S.

Aus der Magnetflussformel geht klar hervor, dass der maximale Magnetfluss bei cos α = 1 liegt, und dies geschieht, wenn der Vektor B parallel zur Normalen zur Oberfläche S verläuft. Der minimale Magnetfluss liegt bei cos α = 0. Dies geschieht, wenn der Vektor B senkrecht zur Normalen der Oberfläche S steht, da in diesem Fall die Linien des Vektors B entlang der Oberfläche S gleiten, ohne diese zu schneiden.

Und gemäß der Definition des magnetischen Flusses werden nur die Linien des magnetischen Induktionsvektors berücksichtigt, die eine bestimmte Oberfläche schneiden.

Der magnetische Fluss wird in Weber (Voltsekunden) gemessen: 1 wb = 1 v * s. Darüber hinaus wird Maxwell zur Messung des magnetischen Flusses verwendet: 1 wb = 10 8 μs. Dementsprechend ist 1 μs = 10 -8 vb.

Der magnetische Fluss ist eine skalare Größe.

ENERGIE DES MAGNETISCHEN STROMFELDES

Um einen stromdurchflossenen Leiter herum herrscht ein magnetisches Feld, das Energie besitzt. Woher kommt das? Die im Stromkreis enthaltene Stromquelle verfügt über eine Energiereserve. Im Moment des Schließens des Stromkreises verbraucht die Stromquelle einen Teil ihrer Energie, um den Effekt der entstehenden selbstinduktiven EMK zu überwinden. Dieser Teil der Energie, die Eigenenergie des Stroms genannt, dient der Bildung eines Magnetfelds. Die Energie des Magnetfelds ist gleich der Eigenenergie des Stroms. Die Eigenenergie des Stroms ist numerisch gleich der Arbeit, die die Stromquelle leisten muss, um die Selbstinduktions-EMK zu überwinden und einen Strom im Stromkreis zu erzeugen.

Die Energie des durch den Strom erzeugten Magnetfelds ist direkt proportional zum Quadrat des Stroms. Wohin geht die Magnetfeldenergie, nachdem der Strom stoppt? - fällt auf (wenn ein Stromkreis mit ausreichend großem Strom geöffnet wird, kann ein Funke oder Lichtbogen entstehen)

4.1. Gesetz der elektromagnetischen Induktion. Selbstinduktion. Induktivität

Grundformeln

· Gesetz der elektromagnetischen Induktion (Faradaysches Gesetz):

, (39)

wobei die Induktions-EMK der gesamte magnetische Fluss (Flussverknüpfung) ist.

· Magnetischer Fluss, der durch den Strom im Stromkreis erzeugt wird,

Wo ist die Induktivität des Stromkreises?

· Faradaysches Gesetz in seiner Anwendung auf die Selbstinduktion

· Induktions-EMK, die auftritt, wenn sich der Rahmen mit Strom in einem Magnetfeld dreht,

wo ist die Magnetfeldinduktion; ist die Fläche des Rahmens; ist die Winkelgeschwindigkeit.

Magnetinduktivität

, (43)

wo ist die magnetische Konstante; ist die Anzahl der Windungen des Magneten; ist die Querschnittsfläche des Magneten;

Stromstärke beim Öffnen des Stromkreises

wobei der im Stromkreis erzeugte Strom ist; der Widerstand des Stromkreises ist die Öffnungszeit;

Stromstärke beim Schließen des Stromkreises

. (45)

Entspannungs Zeit

Beispiele für Problemlösungen

Beispiel 1.

Das Magnetfeld ändert sich gesetzesgemäß , wobei = 15 mT,. Eine kreisförmige leitende Spule mit einem Radius = 20 cm wird in einem Winkel zur Feldrichtung (im Anfangszeitpunkt) in ein Magnetfeld gebracht. Finden Sie die induzierte EMK, die in der Spule zum Zeitpunkt = 5 s entsteht.

Lösung

Nach dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion beträgt die in einer Spule entstehende induktive EMK , wobei der in der Spule eingekoppelte magnetische Fluss ist.

wo ist die Fläche der Kurve; ist der Winkel zwischen der Richtung des magnetischen Induktionsvektors und der Normalen zur Kontur:.

Ersetzen wir die Zahlenwerte: = 15 mT,, = 20 cm = = 0,2 m,.

Berechnungen geben .

Nach dem Gesetz von Faraday, wo, dann, aber, deshalb.

Das „–“-Zeichen zeigt an, dass die induzierte EMK und der induzierte Strom gegen den Uhrzeigersinn gerichtet sind.

SELBSTINDUKTION

Jeder Leiter, durch den elektrischer Strom fließt, befindet sich in einem eigenen Magnetfeld.

Wenn sich die Stromstärke im Leiter ändert, ändert sich das m.Feld, d.h. Der durch diesen Strom erzeugte magnetische Fluss ändert sich. Eine Änderung des magnetischen Flusses führt zur Entstehung eines elektrischen Wirbelfeldes und es entsteht eine induzierte EMK im Stromkreis. Dieses Phänomen wird Selbstinduktion genannt. Unter Selbstinduktion versteht man das Auftreten einer induzierten EMK in einem Stromkreis als Folge einer Änderung der Stromstärke. Die resultierende EMK wird als selbstinduzierte EMK bezeichnet

Manifestation des Phänomens der Selbstinduktion

Schließung des Stromkreises Bei einem Kurzschluss im Stromkreis steigt der Strom, was zu einer Erhöhung des magnetischen Flusses in der Spule führt, und es entsteht ein elektrisches Wirbelfeld, das gegen den Strom gerichtet ist, d.h. In der Spule entsteht eine Selbstinduktions-EMK, die den Stromanstieg im Stromkreis verhindert (das Wirbelfeld hemmt die Elektronen). Ergebend L1 leuchtet später, als L2.

Offener Kreislauf Wenn der Stromkreis geöffnet wird, nimmt der Strom ab, der Fluss in der Spule nimmt ab und es entsteht ein elektrisches Wirbelfeld, das wie ein Strom ausgerichtet ist (versucht, die gleiche Stromstärke aufrechtzuerhalten), d. h. In der Spule entsteht eine selbstinduzierte EMK, die den Strom im Stromkreis aufrechterhält. Infolgedessen L, wenn es ausgeschaltet ist blinkt hell. Fazit: In der Elektrotechnik manifestiert sich das Phänomen der Selbstinduktion beim Schließen des Stromkreises (der elektrische Strom nimmt allmählich zu) und beim Öffnen des Stromkreises (der elektrische Strom verschwindet nicht sofort).

INDUKTANZ

Wovon hängt die selbstinduzierte EMK ab? Elektrischer Strom erzeugt ein eigenes Magnetfeld. Der magnetische Fluss durch den Stromkreis ist proportional zur Magnetfeldinduktion (Ф ~ B), die Induktion ist proportional zur Stromstärke im Leiter (B ~ I), daher ist der magnetische Fluss proportional zur Stromstärke (Ф ~ I). ). Die Selbstinduktions-EMK hängt von der Stromänderungsrate im Stromkreis, von den Eigenschaften des Leiters (Größe und Form) und von der relativen magnetischen Permeabilität des Mediums ab, in dem sich der Leiter befindet. Eine physikalische Größe, die die Abhängigkeit der Selbstinduktions-EMK von der Größe und Form des Leiters und von der Umgebung, in der sich der Leiter befindet, zeigt, wird Selbstinduktionskoeffizient oder Induktivität genannt. Induktivität – physikalisch. ein Wert, der numerisch der selbstinduktiven EMK entspricht, die im Stromkreis auftritt, wenn sich der Strom in 1 Sekunde um 1 Ampere ändert. Die Induktivität kann auch mit der Formel berechnet werden:

Dabei ist Ф der magnetische Fluss durch den Stromkreis und I die Stromstärke im Stromkreis.

SI-Einheiten der Induktivität:

Die Induktivität der Spule hängt ab von: der Anzahl der Windungen, der Größe und Form der Spule und der relativen magnetischen Permeabilität des Mediums (möglicherweise eines Kerns).

SELBSTINDUKTION EMF

Die selbstinduktive EMK verhindert, dass der Strom ansteigt, wenn der Stromkreis eingeschaltet wird, und dass der Strom abnimmt, wenn der Stromkreis geöffnet wird.

Zur Charakterisierung der Magnetisierung eines Stoffes in einem Magnetfeld wird es verwendet magnetisches Moment (S M ). Es entspricht numerisch dem mechanischen Drehmoment, das eine Substanz in einem Magnetfeld mit einer Induktion von 1 Tesla erfährt.

Das magnetische Moment einer Volumeneinheit eines Stoffes charakterisiert ihn Magnetisierung - I , wird durch die Formel bestimmt:

ICH=R M /V , (2.4)

Wo V - Volumen des Stoffes.

Die Magnetisierung im SI-System wird wie die Intensität in gemessen Fahrzeug, eine Vektorgröße.

Die magnetischen Eigenschaften von Stoffen werden charakterisiert volumetrische magnetische Suszeptibilität - C Ö , dimensionslose Größe.

Wenn ein Körper mit Induktion in ein Magnetfeld gebracht wird IN 0 , dann erfolgt seine Magnetisierung. Dadurch erzeugt der Körper durch Induktion ein eigenes Magnetfeld IN " , das mit dem magnetisierenden Feld interagiert.

In diesem Fall der Induktionsvektor im Medium (IN) wird aus Vektoren zusammengesetzt:

B = B 0 + B " (Vektorzeichen weggelassen), (2.5)

Wo IN " - Induktion des eigenen Magnetfeldes einer magnetisierten Substanz.

Die Induktion des eigenen Feldes wird durch die magnetischen Eigenschaften des Stoffes bestimmt, die durch die volumetrische magnetische Suszeptibilität gekennzeichnet sind – C Ö , der folgende Ausdruck ist wahr: IN " = C Ö IN 0 (2.6)

Teilen durch M 0 Ausdruck (2.6):

IN " /M Ö = C Ö IN 0 /M 0

Wir bekommen: N " = C Ö N 0 , (2.7)

Aber N " bestimmt die Magnetisierung eines Stoffes ICH , d.h. N " = ICH , dann aus (2.7):

Ich = c Ö N 0 . (2.8)

Befindet sich also ein Stoff in einem äußeren Magnetfeld mit einer Stärke N 0 , dann wird die darin enthaltene Induktion durch den Ausdruck bestimmt:

B=B 0 + B " = m 0 N 0 +m 0 N " = m 0 (N 0 +ich)(2.9)

Der letzte Ausdruck ist genau richtig, wenn sich der Kern (die Substanz) vollständig in einem äußeren gleichmäßigen Magnetfeld befindet (geschlossener Torus, unendlich langer Magnet usw.).

Mithilfe von Kraftlinien können Sie nicht nur die Richtung des Magnetfelds anzeigen, sondern auch die Stärke seiner Induktion charakterisieren.

Wir haben vereinbart, die Feldlinien so zu zeichnen, dass durch 1 cm² der Fläche senkrecht zum Induktionsvektor an einem bestimmten Punkt eine Anzahl von Linien verläuft, die der Feldinduktion an diesem Punkt entspricht.

Dort, wo die Feldinduktion größer ist, sind die Feldlinien dichter. Und umgekehrt, wo die Feldinduktion geringer ist, sind die Feldlinien weniger häufig.

Ein Magnetfeld mit der gleichen Induktion an allen Punkten wird als gleichförmiges Feld bezeichnet. Grafisch wird ein gleichmäßiges Magnetfeld durch Kraftlinien dargestellt, die gleichmäßig voneinander beabstandet sind

Ein Beispiel für ein gleichmäßiges Feld ist das Feld innerhalb eines langen Elektromagneten sowie das Feld zwischen eng beieinander liegenden parallelen flachen Polstücken eines Elektromagneten.

Das Produkt der Induktion des einen bestimmten Stromkreis durchdringenden Magnetfelds durch die Fläche des Stromkreises wird als magnetischer Fluss, magnetische Induktion oder einfach magnetischer Fluss bezeichnet.

Der englische Physiker Faraday definierte es und untersuchte seine Eigenschaften. Er entdeckte, dass dieses Konzept eine tiefere Betrachtung der einheitlichen Natur magnetischer und elektrischer Phänomene ermöglicht.

Wenn wir den magnetischen Fluss mit dem Buchstaben Ф, der Konturfläche S und dem Winkel zwischen der Richtung des Induktionsvektors B und der Normalen n zur Konturfläche α bezeichnen, können wir die folgende Gleichheit schreiben:

Ф = Â S cos α.

Der magnetische Fluss ist eine skalare Größe.

Da die Dichte der Kraftlinien eines beliebigen Magnetfelds gleich seiner Induktion ist, ist der magnetische Fluss gleich der Gesamtzahl der Kraftlinien, die einen gegebenen Stromkreis durchdringen.

Wenn sich das Feld ändert, ändert sich auch der magnetische Fluss, der den Stromkreis durchdringt: Wenn das Feld stärker wird, nimmt es zu, und wenn es schwächer wird, nimmt es ab.

Als Einheit des magnetischen Flusses wird der Fluss angesehen, der eine Fläche von 1 m² durchdringt, die sich in einem gleichmäßigen Magnetfeld mit einer Induktion von 1 Wb/m² befindet und senkrecht zum Induktionsvektor verläuft. Eine solche Einheit wird Weber genannt:

1 Wb = 1 Wb/m² ˖ 1 m².

Ein sich ändernder magnetischer Fluss erzeugt ein elektrisches Feld mit geschlossenen Kraftlinien (elektrisches Wirbelfeld). Ein solches Feld manifestiert sich im Leiter als Einwirkung von Fremdkräften. Dieses Phänomen wird als elektromagnetische Induktion bezeichnet, und die dabei entstehende elektromotorische Kraft wird als induzierte EMK bezeichnet.

Darüber hinaus ist zu beachten, dass der magnetische Fluss es ermöglicht, den gesamten Magneten (oder jede andere Quelle des Magnetfelds) als Ganzes zu charakterisieren. Wenn es also möglich ist, seine Wirkung an einem einzelnen Punkt zu charakterisieren, dann ist der magnetische Fluss vollständig. Das heißt, wir können sagen, dass dies die zweitwichtigste ist. Das bedeutet, dass, wenn die magnetische Induktion als Kraftcharakteristik eines Magnetfeldes wirkt, der magnetische Fluss seine Energiecharakteristik ist.

Zurück zu den Experimenten können wir auch sagen, dass man sich jede Windung der Spule als separate geschlossene Windung vorstellen kann. Derselbe Stromkreis, durch den der magnetische Fluss des magnetischen Induktionsvektors fließt. In diesem Fall wird ein induktiver elektrischer Strom beobachtet. Unter dem Einfluss des magnetischen Flusses entsteht also in einem geschlossenen Leiter ein elektrisches Feld. Und dann erzeugt dieses elektrische Feld einen elektrischen Strom.