В чем измеряется магнит

Как рассчитать силу магнита?

Сила магнита рассчитывается, в первую очередь, исходя из его массы. То есть, чем больше масса магнита, тем больше его сила, так называемая, сила на отрыв.

Тангенциальная составляющая силы

Стоит понимать, что сила на отрыв — это усилие (сила), которое необходимо приложить к магниту, чтобы оторвать его от стальной поверхности, например, от стального листа. При этом данное усилие должно быть приложено перпендикулярно к магниту. Если мы попытаемся оторвать магнит от поверхности, приложив силу под углом к поверхности, то нам потребуется меньшее усилие, так как в данном случае сила будет высчитываться через тангенциальную составляющую, которая, в свою очередь, высчитывается через косинусы углов приложенной силы.

Физические характеристики или класс магнита

Во-вторых, сила на отрыв рассчитывается исходя из физических характеристик магнита. Например, магнит класса N45 сложнее оторвать от поверхности, чем магнит таких же размеров класса N35. Это связано с магнитной энергией магнита: чем она выше (энергия), тем сложнее оторвать магнит от поверхности.
Рассмотрим пример на магните размером 30*10 мм. Сила на отрыв такого магнита классом N35 от стального листа составляет 17,87 кг/с (или просто килограмм). Сила на отрыв такого же магнита от стального листа, но уже классом N45, составляет 22,92 кг/с. То есть разница составляет 28%!

Система, в которую помещен магнит

В-третьих, попробуем рассмотреть силу на отрыв магнита, помещенного между двумя стальными листами (схематично, лист-магнит-лист). В этом случае, мы будем отрывать один из листов от магнита (второй лист надежно закреплен).
Рассмотрим тот же пример, магнит 30*10 мм. Чтобы оторвать лист от магнита классом N35, нам потребуется сила 30,55 кг/с. Для класса N45 эта величина составит и вовсе рекордные 39,28 кг/с. Делаем вывод: сила на отрыв рассчитывается исходя из системы характеристик, в которую помещен магнит.

Площадь соприкосновения

В-четвертых, сила на отрыв рассчитывается исходя из площади соприкосновения поверхности магнита с поверхностью стального листа.
Рассмотрим наглядный пример: два магнита, первый 25*20 мм, второй 30*10 мм, оба имеют одинаковый класс N35. Масса магнита 25*20 мм составляет 76,09 грамм, масса магнита 30*10 мм составляет 54,79 грамм, то есть, если бы мы рассчитывали силу на отрыв исходя только из массы магнита, то магнит 25*20 мм должен быть сильнее магнита 30*10 мм примерно на 38% процентов. Однако если учесть площадь соприкосновения магнита со стальным листом (25 мм против 30 мм), то сила на отрыв даст нам следующие показатели: у магнита 25*20 мм — 20,65 кг/с, у магнита 30*10 мм — 17,87 кг/с. То есть магнит 25*20 мм сильнее магнита 30*10 мм всего на 16%! Таким образом, разница в массе магнитов была компенсирована площадью соприкосновения. Делаем вывод: площадь соприкосновения магнита со стальным листом имеет не меньшее значение, чем масса или класс магнита.

Итог: сила на отрыв — сложная система

Подведем итог. Сила на отрыв магнита — это очень сложная, в какой-то мере тонкая система, составленная из множества приложенных сил и зависящая от мелочей. И очень сложно дать универсальный ответ, который на 100% будет соответствовать истине в различных вариантах применения. Поэтому для расчета силы на отрыв, предлагаем воспользоваться помощью наших менеджеров. От вас — детали сиcтемы, в которую помещен магнит, от нас — точный расчет.

Если же Вам достаточно теоретических расчетов, то каждая карточка магнита имеет информацию о массе и силе на отрыв. Удачных покупок!

Магнитная индукция

Магнитная индукция — это силовая характеристика магнитного поля в выбранной точке пространства. Она определяет силу, с которой магнитное поле воздействует на заряженную частицу, что движется внутри него. Магнитная индукция считается фундаментальной характеристикой магнитного поля (как напряжённость для электрического поля).

Магнитная индукция описывает магнитную силу (вектор) на тестовом объекте (например, на куске железа) в каждой точке пространства. Простыми словами: если естественный магнит поднести к магнитным веществам (таким, как железо, никель, кобальт и т. д.), это вызовет в них магнитные свойства, которые называются «магнитной индукцией». Магнитная индукция используется для создания искусственных магнитов.

Магнитная индукция также называется плотностью магнитного потока.

Магнитная индукция измеряется:

в системе СИ единицей тесла (Тл),
в системе СГС единицей гаусс (Гс).

Соотношение между Тл и Гс: 1 Тл = 10 000 Гс.

Магнитная индукция — это векторная величина и обозначается буквой B со стрелочкой:

Магнитная индукция векторная величина буква B со стрелочкой

Индукция (от лат. inducere — вводить, наведение) — производство токов в цепи под действием магнита или другого тока.

Формулы вычисления магнитной индукции

Формула магнитной индукции:

Формулы вычисления магнитной индукции B = Mmax/IS

Формула магнитной индукции: B = Mmax/IS

Где:

B — индукция магнитного поля (в Тл)
Mmax — максимальный крутящий момент магнитных сил, приложенных к рамке (в Нм)
l — длина проводника (в м)
S — площадь рамки (в м²)

Другие формулы, где встречается B

Эти формулы также можно использовать для её расчёта.

Сила Ампера:

Формулы вычисления магнитной индукции Fa=IBL sinα

Сила Ампера: Fa=IBL sinα

Где:

Fa — сила Ампера (в Н — ньютон)
I — сила тока (в А — ампер)
B — индукция магнитного поля (в Тл)
L — длина проводника (в м)
α — угол между вектором В и одним из направлений (силы тока, скорости или др.; измеряется в рад. или град.)

Сила Лоренца:

Формулы вычисления магнитной индукции Fл = qvB sinα

Сила Лоренца: Fл = qvB sinα

Где:

Fл — сила Лоренца (в Н — ньютон)
q — заряд частицы (в Кл — кулон)
v — скорость (в м/с)
B — индукция (в Тл)
α — угол между вектором В и одним из направлений (силы тока, скорости, или др.; измеряется в рад. или град.))

Магнитный поток:

Формулы вычисления магнитной индукции Ф = BS cosα

Магнитный поток: Ф = BS cosα

Где:

Ф — магнитный поток (в Вб — вебер)
B — индукция (в Тл)
S — площадь рамки (в м²)
α — угол между вектором В и одним из направлений (силы тока, скорости, или др.; измеряется в рад. или град.))

Электромагнитная индукция и магнитная индукция: какая между ними разница?

Электромагнитная индукция — это производство электродвижущей силы, создаваемой в результате относительного движения между магнитным полем и проводником.

Магнитная индукция может производить постоянный магнит, но может и не производить.

Электромагнитная индукция создаёт ток, но таким образом, что этот созданный ток противодействует изменению магнитного поля.

В электромагнитной индукции используются магниты и электрические цепи, а в магнитной индукции используются только магниты и магнитные материалы.

Магнитная индукция

Магни́тная инду́кция $\vec B$ — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой $\vec F$ магнитное поле действует на заряд $q\!$ , движущийся со скоростью $\vec v\!$ .

Более конкретно, $\vec B$ — это такой вектор, что сила Лоренца $\vec F$ , действующая со стороны магнитного поля [1] на заряд $q\!$ , движущийся со скоростью $\vec v$ , равна

$\vec F=q[\vec v \times \vec B]$ $F=qvB\sin\alpha \,$

$\vec F$

где косым крестом обозначено векторное произведение, α — угол между векторами скорости и магнитной индукции (направление вектора перпендикулярно им обоим и направлено по правилу буравчика).

Также магнитная индукция может быть определена [2] как отношение максимального механического момента сил, действующих на рамку с током, помещенную в однородное поле, к произведению силы тока в рамке на её площадь.

Является основной фундаментальной характеристикой магнитного поля, аналогичной вектору напряжённости электрического поля.

В системе СГС магнитная индукция поля измеряется в гауссах (Гс), в системе СИ — в теслах (Тл)

Магнитометры, применяемые для измерения магнитной индукции, называют тесламетрами.

Содержание

Основные уравнения

Поскольку вектор магнитной индукции является одной из основных фундаментальных физических величин в теории электромагнетизма, он входит в огромное множество уравнений, иногда непосредственно, иногда через связанную с ним напряженность магнитного поля. По сути, единственная область в классической теории электромагнетизма, где он отсутствует, это пожалуй разве только чистая электростатика.

(Здесь формулы приведем в системе единиц СИ, в виде для вакуума[3] , где есть варианты для вакуума — для среды; запись в другом виде и подробности — см. по ссылкам).

В магнитостатике

В магнитостатическом пределе [4] наиболее важными являются:

$\vec B(\vec r) = \mu_0\int\limits_<L_1>\frac<I(\vec r_1)\vec<dL_1>\times (\vec r — \vec r_1)><|\vec r - \vec r_1|^3>,» width=»» height=»» /><img decoding=$

$\oint\limits_<\partial S>\vec B\cdot\vec </p> <dl>= \mu_0 I_S \equiv \mu_0\int\limits_S \vec j \cdot \vec<dS>,» width=»» height=»» /><img decoding=$

В общем случае

$\vec B$

Основные уравнения (классической) электродинамики общего случая (то есть независимо от ограничений магнитостатики), в которых участвует вектор магнитной индукции :

Три из четырех уравнений Максвелла (основных уравнений электродинамики) \,\vec B = 0\ \ \ \ \, \mathrm
\,\vec B = \mu_0\vec j + \frac<1>
\frac<\partial \vec E><\partial t>» width=»» height=»» />
- а именно:
- Закон Гаусса для магнитного поля, $\mathrm <div>\,\vec B = 0,» width=»» height=»» /></li> <li>Закон электромагнитной индукции: <img decoding=$ \,\vec E = — \frac<\partial \vec B><\partial t>,» width=»» height=»» />
- Закон Ампера — Максвелла.
- Формула силы Лоренца
  - Следствия из нее, такие как
    
    Выражение для силы Ампера, действующей со стороны магнитного поля на ток (участок провода с током) $d \vec F = [I\vec <dl>\times \vec B],» width=»» height=»» /><img decoding=$
    
    выражение для вращающего момента, действующего со стороны магнитного поля на магнитный диполь (виток с током, катушку или постоянный магнит): $\vec M = \vec m \times \vec B,$
    
    выражение для потенциальной энергии магнитного диполя в магнитном поле: $U = - \vec m \cdot \vec B,$
    
    а также следующих из них выражения для силы, действующей на магнитный диполь в неоднородном магнитном поле и т.д..
    
    Выражение для силы, действующей со стороны магнитного поля на точечный магнитный заряд: $\vec F = K\frac<q_m \vec r><r^3>.» width=»» height=»» /> <ul> <li>(это выражение, точно соответствующее обычному закону Кулона, широко используется для формальных вычислений, для которых ценна его простота, несмотря на то, что реальных магнитных зарядов в природе не обнаружено; также может прямо применяться к вычислению силы, действующей со стороны магнитного поля на полюс длинного тонкого магнита или соленоида).</li> </ul> <ul> <li>Выражение для плотности энергии магнитного поля <img decoding=$ <2\mu_0>» width=»» height=»» />
    
    Оно в свою очередь входит (вместе с энергией электрического поля) и в выражение для энергии электромагнитного поля и в лагранжиан электромагнитного поля и в его действие. Последнее же с современной точки зрения является фундаментальной основой электродинамики (как классической, так в принципе и квантовой).
    
    Примечания
    
    $\vec F = q \vec E + q [\vec v \times \vec B].$
    
    ↑ Если учитывать и действие электрического поля E, то формула (полной) силы Лоренца принимает вид: При отсутствии электрического поля (или если член, описывающий его действие, специально вычесть из полной силы) имеем формулу, приведенную в основном тексте.
    
    ↑ Это определение с современной точки зрения менее фундаментально, чем приведенное выше (и является просто его следствием), однако с точки зрения близости к одному из практических способов измерения магнитной индукции может быть полезным; также и с исторической точки зрения.
    
    ↑ То есть в наиболее фундаментальном и простом для ознакомления виде.
    
    ↑ То есть в частном случае постоянных токов и постоянных электрического и магнитного полей или — приближенно — если изменения настолько медленны, что ими можно пренебречь.
    
    ↑ Являющаяся частным магнитостатическим случаем закона Ампера — Максвелла (см. в стаье далее).
    
    См. также
    
    Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
    
    Добавить иллюстрации.
    
    Физические величины по алфавиту
    
    Магнетизм
    
    Физические величины
    
    Wikimedia Foundation . 2010 .
    
    Полезное
    
    Смотреть что такое «Магнитная индукция» в других словарях:
    
    магнитная индукция — Векторная величина, характеризующая магнитное поле и определяющая силу, действующую на движущуюся электрически заряженную частицу со стороны магнитного поля. Примечание — Магнитная индукция равна отношению силы, действующей на электрически… … Справочник технического переводчика
    
    МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ — (магнитной индукции вектор), основная хар ка В магн. поля, представляющая собой ср. значение суммарной напряжённости микроскопич. магн. полей, созданных отдельными эл нами и др. элем. ч цами. М. и. В можно выразить через вектор напряжённости… … Физическая энциклопедия
    
    МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ — (b) … Большая политехническая энциклопедия
    
    МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ — (В), среднее результирующее магнитное поле в веществе; с напряженностью магнитного поля Н и намагниченностью вещества М связана соотношением В= Н+4pМ (в единицах СГС) или В=m0(Н+М) (в единицах СИ, где m0 магнитная постоянная). В вакууме В=Н (в… … Современная энциклопедия
    
    МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ — (обозначается В) среднее результирующее магнитное поле в веществе; с напряженностью магнитного поля Н и намагниченностью вещества М связана соотношением В = Н + 4?М (в единицах СГС) и В = ?0Н + ?0М (в единицах СИ, где ?0 магнитная постоянная) … Большой Энциклопедический словарь
    
    МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ — ( В) одна из двух векторных величин, характеризующих магн. поле (наряду с напряжённостью магнитного поля Н). Единицы измерения М. и.: в СИ тесла (Тл), в СГС гаусс (Гс); 1 Тл=104 Гс. Происхождение термина М. п. связано с тем. что изменение именно… … Физическая энциклопедия
    
    Магнитная индукция — (В), среднее результирующее магнитное поле в веществе; с напряженностью магнитного поля Н и намагниченностью вещества М связана соотношением В= Н+4pМ (в единицах СГС) или В=m0(Н+М) (в единицах СИ, где m0 магнитная постоянная). В вакууме В=Н (в… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
    
    Магнитная индукция — И. Магнитная индукция Векторная величина, характеризующая магнитное поле и определяющая силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля. Примечание. .Магнитная индукция численно равна отношению силы, действующей на… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
    
    магнитная индукция В, Тл — 3.1 магнитная индукция В, Тл: Величина, характеризующая намагниченность ферромагнитного образца, помещенного во внешнее магнитное поле с напряженностью Н (А/м). Магнитная индукция и напряженность поля связаны между собой следующим соотношением: B … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
    
    магнитная индукция — ГОСТ Р 54480 2011 магнитная индукция В, Тл Величина, характеризующая намагниченность ферромагнитного образца, помещенного во внешнее магнитное поле с напряженностью H (А/м). Магнитная индукция и напряженность поля связаны между собой следующим… … Металлургия. Терминология ГОСТ
    
    Единица измерения магнитной индукции
    
    Тесла — единица измерения магнитной индукции в системе СИ
    
    Единица магнитной индукции ($\overline$) в международной системе единиц (СИ) называется тесла (Тл), по имени сербского ученого Н. Тесла, который успешно работал в области радиотехники и электроники.
    
    Единицу измерения магнитной индукции определим исходя из закона Ампера. Рассмотрим прямолинейный проводник, длиной $l$ по которому течет ток $I$. Пусть этот проводник находится в однородном магнитном поле $\overline$, причем вектор индукции поля перпендикулярен проводнику. В таком случае модуль силы Ампера ($<\overline>_A$), воздействующей на проводник равен:
    
    Выразим магнитную индукцию из формулы (1), получим:
    
    Из выражения (2) мы видим, что тесла (единица измерения магнитной индукции) — это величина, соответствующая магнитной индукции однородного магнитного поля, действующего на каждый метр прямого проводника, находящегося в магнитном поле перпендикулярно направлению $\overline$, с силой в один ньютон, при силе тока в проводнике в один ампер:
    
    Единица измерения магнитной индукции (тесла) является производной в системе Международных единиц (СИ). Через основные единицы СИ Тл, как единицу измерения магнитной индукции выражают, учитывая, что:
    
    Стандартные приставки системы СИ можно использовать с Тл при обозначении десятичных кратных и дольных единиц. Например, $кТл$ (кило тесла), $1кТл=1000Тл$; нТл (нано тесла), $1нТл=<10>^<-9>Тл.$
    
    1 Тл — достаточно большая величина магнитной индукции, особенно, если речь идет о постоянном магнитном поле. Человек на сегодняшний день смог создать постоянное магнитное поле величиной 100,75 Тл. Искусственно созданное людьми импульсное магнитное поле достигло величины индукции в $2,8\cdot <10>^3Тл$. Магнитное поле Земли может существенно отличаться в зависимости от местоположения на планете, оно составляет порядка $\approx $10 мкТл.
    
    Гаусс — единица измерения магнитной индукции в системе единиц СГС
    
    В системе единиц СГС (сантиметр, грамм, секунда) единицей измерения магнитной индукций служит гаусс (Гс). Соотношение между гауссом и тесла:
    
    Данная единица измерения именована в честь немецкого ученого К.Ф. Гаусса.
    
    Используя основные единицы системы СГС, единица измерения магнитной индукции выражается как:
    
    Примеры задач с решением
    
    Задание. Получите единицу измерения магнитной индукции в Международной системе единиц, используя формулу, связывающую ее с магнитным потоком ($Ф$).
    
    Решение. По условию задачи в качестве основы для ее решения используем выражение:
    
    где$\ Ф$- поток вектора магнитной индукции через площадку S;$\ S$ — величина площади площадки; $\alpha $ — угол между направлением нормали к площади S и направлением вектора магнитной индукции. Выразим модуль вектора магнитной индукции из формулы (1.1), имеем:
    
    Учитывая, что в системе СИ $<\cos \alpha \ >$ — величина безразмерная, поток вектора магнитной индукции измеряется в веберах (Вб):
    
    а единицы измерения площади:
    
    Ответ. Мы получили, что тесла — единица измерения магнитной индукции, и ее можно выразить как: $Тл=\frac<Вб><м^2>$
    
    Задание. Определите размерность индукции магнитного поля, используя формулу для модуля $\overline$ кругового витка с током.
    
    Решение. Найдем величину вектора магнитной индукции в центре кругового вика с током (рис.1).
    
    Получим формулу для вычисления модуля вектора магнитной индукции в центре витка с током $I$, будем считать, что радиус витка равен R, виток находится в вакууме. Выделим элементарный участок кругового тока ($dl$) (см. рис.1). Величина индукции в очке О от избранного элемента $dl$ равна (из закона Био-Савара — Лапласа):
    
    Для нашего случая все элементы $dl$ перпендикулярны соответствующим радиус-векторам, соединяющим их с точкой, где мы ищем поле, значит $<\sin \alpha \ >=1.$ Кроме того для всех участков витка $r=R.$ Выражение (2.1) преобразуется к виду:
    
    Все элементы кругового тока будут образовывать вектор, направленный по оси X (рис.1). Для нахождения полного поля перейдем к интегралу:
    
    Рассмотрим единицы измерения правой части выражения (2.3), имеем:
    
    Ответ. Мы получили, что тесла можно выразить как: $Тл=\frac<Н><А\cdot м>$
    
    Похожие публикации:
    
    Чем откачивают воду
    
    Adms что это
    
    Сколько квт потребляет фен
    
    Как называется изображенная на рисунке схема