Тесла — физическая единица измерения магнитной индукции в системе СИ

Тесла, как единица измерения:

Тесла — единица измерения плотности магнитного потока, силы и индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ), названная в честь изобретателя Николы Теслы.

Тесла как единица измерения имеет русское обозначение — Тл и международное обозначение — Т.

Тесла равен индукции такого однородного магнитного поля, где сила в 1 ньютон действует на 1 метр длины прямого проводника перпендикулярно вектору магнитной индукции с током в 1 ампер. Другими словами, один тесла равен напряженности поля, действующей на проводник с силой в один ньютон на метр проводника при силе тока на каждый ампер тока.

Точно так же один тесла — это плотность магнитного потока в один вебер на квадратный метр.

Тл = кг/(с2 А) = Н/(А м) = Втб/м2.

1 Т = 1 кг/(1 с2 1 А) = 1 Н/(1 А 1 м) = 1 Втб/1 м2.

Тесла был введен в Международную систему единиц решением XI Генеральной конференции по мерам и весам в 1960 году, одновременно с принятием системы СИ в целом. В соответствии с правилами СИ для производных единиц, названных в честь ученых, название единицы «тесла» пишется строчными буквами, а обозначение — прописными (Тл). Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с помощью тесла.

Векторы индукции, намагниченности и напряженности

Напряжение – это поле, создаваемое самим магнитом. Вектор H направлен противоположно вектору I. Напряженность иначе называется полем размагничивания.

Основные характеристики магнитного поля, используемые в системах СИ и СГС

Магнитное поле обладает следующими основными свойствами:

• Напряжение (Гн). Для измерения значения этой векторной величины в международной системе СИ используются амперы на метр (А/м). В системе сантиметр-грамм-секунда для этого используются эрстеды (E). Соотношение следующее: 1 А/м = 4π/103 Э. 1 А/м ≈ 0,0125663 Э.
• Индукция (Б). Для измерения значения этой векторной величины в международной системе СИ используются Тесла (Тл). В системе сантиметр-грамм-секунда для этого используются гауссы (Gs). Соотношение следующее: 1 Тл = 10000 Гс.

Кратные и дольные единицы тесла:

Кратные и дольные числа образуются с использованием стандартных префиксов SI.

Мультипликаторы	Дольние
масштаб	заглавие	обозначение	масштаб	заглавие	обозначение
101 т	декатесла	daTl	даТ	10−1 Тл	решительный	дТл	дТ
102 т	гектотесла	гТл	чТ	10−2 Тл	центов	размер	сТ
103 т	килотесла	кт	кт	10−3 Тл	миллитесла	мТл	мТл
106 т	мегатесла	МТЛ	МТ	10−6 Тл	микротесла	МкТл	МкТл
109 т	гигатесла	GTL	ГТ	10−9 Тл	нанотесла	нТл	н.т
1012 т	терателла	Время жизни	ТТ	10–12 т	пикотесла	рТ	рТ
1015 т	картофельный салат	ЛЭП	ПТ	10–15 т	фемтотесла	фтл	фут
1018 т	эксатела	ETL	ET	С 10:00 до 18:00	аттотелла	атл	на
1021 т	зеттатела	ЗТЛ	ЗТ	С 10:00 до 21:00	зептотесла	zTL	зТ
1024 т	йоттатела	ИТл	ЮТ	10–24 ч	иоктотесла	это	yT

Физический смысл магнитной индукции

Физически это явление объясняется следующим образом. Металл имеет кристаллическую структуру (катушка изготовлена ​​из металла). В кристаллической решетке металла имеются электрические заряды — электроны. Если на металл не действует магнитное воздействие, то заряды (электроны) покоятся и никуда не движутся.

Васильев Дмитрий Петрович Профессор электротехники Санкт-Петербургского государственного педагогического университета Если на металл воздействовать переменным магнитным полем (за счет движения постоянного магнита внутри катушки — а именно смещения), то заряды начинают двигаться под воздействием этого магнитного поля.

В результате в металле возникает электрический ток. Сила этого тока зависит от физических свойств магнита и катушки и скорости движения одного относительно другого.

Когда металлическую катушку помещают в магнитное поле, заряженные частицы в металлической решетке (в катушке) поворачиваются на определенный угол и располагаются вдоль силовых линий магнитного поля.

Чем выше сила магнитного поля, тем больше вращается число частиц и тем равномернее будет их расположение.

Магнитные поля, ориентированные в одном направлении, не нейтрализуют друг друга, а складываются в единое поле.

Задача

Вычислите индукцию отрезка провода длиной 10 см, помещенного в магнитное поле 50 мН, если по нему протекает ток силой 5 А.

Б = Ф/Ил. Все известно, заменяем значения в формуле.

В = 0,05/(5*0,1) = 0,2 Тл.

Ответ: индукция 0,02 Тл.

Поделиться в социальных сетях: 24 октября 2021, 21:03 Физика Не удалось загрузить класс xLike!

Магнитная индукция в системе «Сантиметр-Грамм-Секунда»

В системе СГС связь между индукцией и силой в присутствии магнитного материала определяется следующим соотношением:

В=Н+4πI

В этой формуле I — магнитный момент на единицу объема материала (намагниченность). В системе СГС для измерения этой величины используются гауссианы (Gs).

Индукция характеризует поле, возникающее в материи. Интенсивность определяет параметры внешних магнитных полей и магнитных полей в вакууме. Значение B также можно использовать для внешних магнитных полей.

В вакууме значения индукции и интенсивности равны (по системе СГС).

Интересные примеры:

В космосе магнитная индукция изменяется от 0,1 до 10 нанотесла (от 10–10 Тл до 10–8 Тл).

Магнитное поле Земли сильно меняется во времени и пространстве. На широте 50° магнитная индукция в среднем составляет 5⋅10 −5 Тл, а на экваторе (0° широты) — 3,1⋅10 −5 Тл.

Сувенирный магнит на холодильник создает поле около 5 миллитесла (5⋅10 −3 Тл).

В солнечных пятнах магнитная индукция равна 10 Тл.

Рекордное значение пульсирующего магнитного поля, когда-либо наблюдавшееся в лаборатории, составляет 2,8⋅10 3 Тл.

Магнитные поля в атомах колеблются от 1 до 10 килотесла (10 3 — 10 4 Тл).

t тесла физическая единица магнитной индукции si физическая величина физика википедия какая физическая величина имеет единицу измерения 1 тесла

План:

1. Магнитное поле

2. Опыт Эрстеда

3. Опыт Ампера (1823 г)

4. Понятие о магнитной индукции

5. Единицы измерения

6. Принцип суперпозиции

7. Графическое представление магнитного поля

8. Закон Био-Савара-Лапласа

9. Взаимодействие двух менеджеров

10. О коэффициенте в BSL Act

11. Напряженность магнитного поля

Читайте также: Как стать электриком с нуля: что для этого нужно и с чего начать?

Магнитный поток

Магнитный поток — скалярная величина, характеризующая действие магнитной индукции на конкретный металлический контур.

Магнитная индукция определяется количеством силовых линий, проходящих через 1 см2 сечения металла.

Магнитометры, используемые для его измерения, называются теслометрами.

Абрамян Евгений Павлович Доцент кафедры электротехники Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Единицей измерения магнитной индукции в системе СИ является Тесла (Тл).

После прекращения движения электронов в катушке сердечник, если он изготовлен из мягкого железа, теряет свои магнитные свойства. Если он сделан из стали, то он имеет свойство некоторое время сохранять свои магнитные свойства.

Взаимодействие магнитов

Постоянный магнит (или магнитная стрелка) ориентирован вдоль магнитного меридиана Земли. Конец, указывающий на север, называется Северным полюсом (N), а противоположный конец называется Южным полюсом (S). Когда мы приближаем друг к другу два магнита, мы замечаем, что их одноименные полюса отталкиваются, а противоположные полюса притягиваются (рис. 1).

Если разделить полюса, разрезав постоянный магнит на две части, то мы обнаружим, что каждый из них также будет иметь два полюса, то есть это будет постоянный магнит (рис. 2). Оба полюса — Северный и Южный — неотделимы друг от друга, равноправны.

Магнитное поле, создаваемое землей или постоянными магнитами, изображается, как и электрическое поле, магнитными силовыми линиями. Изображение силовых линий магнитного поля любого магнита можно получить, положив на него лист бумаги, на который ровным слоем насыпаны железные опилки. Попадая в магнитное поле, опилки намагничиваются — у каждой из них есть северный и южный полюса.

Противоположные полюса стремятся сблизиться друг с другом, но этому препятствует трение опилок о бумагу. Если постучать по бумаге пальцем, трение уменьшится, и чипсы будут притягиваться друг к другу, образуя цепочки, представляющие собой линии магнитного поля.

На рис. 3 показано расположение опилок и маленьких магнитных стрелок в поле прямого магнита, указывающих направление силовых линий магнитного поля. За это направление принимается направление северного полюса магнитной стрелки.

Магнитное поле прямолинейного тока

Линии магнитной индукции представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной проводнику. Центры окружностей совпадают с осью лидера.

Вид сверху:

Если ток идет вверх, силовые линии направлены по часовой стрелке. Если они вниз, они направлены по часовой стрелке. Их направление можно определить с помощью правила буравчика или правила правой руки:

Правило Гимлета (правая рука)

Если большой палец правой руки, отклоненный на 90 градусов, направить в сторону тока в проводнике, то остальные 4 пальца покажут направление линий магнитной индукции.

Модуль вектора магнитной индукции на расстоянии r от оси проводника:

B=μμ0I2pr..

Модуль напряжения:

Н=I2пр.

Магнитное поле кругового тока

Силовые линии представляют собой окружности, окружающие круговой ток. Вектор магнитной индукции в центре катушки направлен вверх, если ток течет против часовой стрелки, и вниз, если по часовой стрелке.

Вы также можете определить направление силовых линий магнитного поля катушки с током, используя правило правой руки:

Если расположить четыре пальца правой руки по направлению тока в катушке, то большой палец, отклоненный на 90 градусов, покажет направление вектора магнитной индукции.

Модуль вектора магнитной индукции в центре катушки, радиус которой равен R:

B=μμ0I2R..

Модуль напряжения в центре катушки:

Н=I2R..

Пример №2. На рисунке показана катушка провода, по которой протекает электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Катушка размещена в вертикальной плоскости. Точка А находится на горизонтальной линии, проходящей через центр катушки. Как направлен вектор магнитной индукции магнитного поля (вверх, вниз, влево, вправо) к точке А?

Если мысленно взяться за катушку так, чтобы четыре пальца правой руки были направлены в сторону тока, то большой палец правой руки, отклоненный на 90 градусов, покажет, что вектор магнитной индукции в точке А направлен вправо.

Магнитная индукция: формула, единица измерения

В физике индукция магнитного поля обозначается буквой В. Она рассчитывается по формуле:

B= F/Il, здесь:

•  F — максимальная сила тока;
•  I — текущее значение;
•  l — длина проводника.

Единица В: Н/(А*м) = 1 Тл — Тесла. Назван в честь югославского физика и изобретателя Николы Теслы.

Исследуя магнитную составляющую проводника с помощью замкнутого контура, за направление вектора В принимают направление, расположенное под углом 90° к плоскости, в которой установлен вращающийся контур.

Модуль В также равен отношению пикового момента сил М, действующих на токопроводящую цепь, к величине тока, протекающего по петле, и ее площади:

В=М/ИС.

Единица измерения та же, что описана ранее: Н*м/А*м2 = Н/А*м = 1 Тл.

Как создаётся магнитное поле?

Магнитные поля создаются движущимися электрически заряженными частицами, т.е поле возникает там, где движутся электрические заряды. Например, при пропускании электрического тока через проводник.

Другой способ — объединить собственные магнитные поля электронов, что происходит в некоторых материалах. Их называют постоянными магнитами (как магниты на наших холодильниках).

Если очень большой заряд будет двигаться с еще большей скоростью, то увеличится и напряженность магнитного поля.

Направление вектора магнитной индукции и способы его определения

Для определения направления вектора магнитной индукции нужно:

1. Поместите компас в магнитное поле.
2. Подождите, пока магнитная стрелка не займет стабильное положение.
3. Примите направление стрелки компаса «на север» за направление вектора магнитной индукции».

В пространстве между полюсами постоянного магнита вектор магнитной индукции уходит от северного полюса:

При определении направления вектора магнитной индукции с помощью катушки с током следует пользоваться правилом буравчика:

При закручивании наконечника буравчика по направлению тока ручка будет вращаться в направлении вектора →В магнитной индукции.

Из этого следует, что:

• Если ток течет по катушке против часовой стрелки, вектор магнитной индукции → B направлен вверх.

• Если ток течет по катушке по часовой стрелке, вектор магнитной индукции → B направлен вниз.

Способы указания направления векторов:

Вверх
Далеко вниз
Оставил
Верно
На нас перпендикулярно плоскости рисунка
От нас перпендикулярно плоскости рисунка

Пример №1. На рисунке изображен проводник, по которому течет электрический ток. Направление потока указано стрелкой. Как направлен (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя к наблюдателю) вектор магнитной индукции в точке С?

Если мысленно начать поворачивать кончик буравчика по направлению тока, то окажется, что вектор магнитной индукции в точке С будет направлен к нам — к наблюдателю.

Характеристики магнитного поля

Основные характеристики:

• магнитная индукция
• магнитный поток
• магнитная проницаемость

Магнитное поле электромагнита (соленоида)

Определение

Соленоид представляет собой цилиндрическую катушку, витки которой намотаны туго, а длина намного больше диаметра.

Число оборотов в соленоиде N определяется по формуле:

Н=лд..

l — длина соленоида, d — диаметр провода.

Линии магнитной индукции замкнуты, а внутри соленоида параллельны друг другу. Поле внутри соленоида однородно.

Если ток через витки соленоида идет против часовой стрелки, то вектор магнитной индукции → В внутри соленоида направлен вверх, если по часовой стрелке, то вниз. Для определения направления линий магнитной индукции можно воспользоваться правилом правой руки для катушки с током.

Модуль вектора магнитной индукции в центральной области соленоида:

B=μμ0INl..=μμ0Id..

Модуль напряженности магнитного поля в центральной части соленоида:

H=INl..=Id..