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磁通量

设在磁感应强度B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(Magnetic Flux)。标量,符号“Φ”。

在一般情况下,磁通量是通过磁场在曲面面积上的积分定义的。其中,Φ为磁通量,B为磁感应强度,S为曲面,BdS点积,dS为无穷小矢量(见曲面积分)。磁通量通常通过通量计进行测量。通量计包括测量线圈以及估计测量线圈上电压变化的电路,从而计算磁通量。

设在磁感应强度B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(Magnetic Flux)。标量,符号“Φ”。

在一般情况下,磁通量是通过磁场在曲面面积上的积分定义的。其中,Φ为磁通量,B为磁感应强度,S为曲面,BdS点积,dS为无穷小矢量(见曲面积分)。磁通量通常通过通量计进行测量。通量计包括测量线圈以及估计测量线圈上电压变化的电路,从而计算磁通量。

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dΦ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 =BdScosθ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。

在一般情况下,磁通量是通过磁场在曲面面积上的积分定义的。

其中,Φ为磁通量,B为磁感应强度,S为曲面,BdS点积,dS为无穷小矢量(见曲面积分)。

磁通量通常通过通量计进行测量。通量计包括测量线圈以及估计测量线圈上电压变化的电路,从而计算磁通量。

Φ=BS,适用条件是B与S平面垂直。如图,当S与B的垂面存在夹角θ时,Φ=BScosθ。

国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,是以德国物理学家威廉韦伯的名字命名的。Weber,符号是Wb,1Wb=1T*m2=1V*S,是标量,但有正负,正负仅代表穿向。

韦伯可以用法拉第电磁感应定律来推导。1韦伯=108(1亿)麦克斯韦。

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。过一个平面若有方向相反的两个磁通量,这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相反合磁通抵消以后剩余的磁通量)。

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。

通电导体与磁场方向垂直时,它受力的大小既与导线长度L成正比,又与导线中的电流I成正比,即与I和L的乘积IL成正比,公式是F=ILB,式中B是磁感应强度。

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为磁感应强度,S为面积。 已知高斯磁场定律为:Φ=BS。

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:

这就是发电机发电的原理。 [1]

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