Μαγνητική Ροή
Magnetic Flux, Ροή του Μαγνητικού Πεδίου,
- Ένα Φυσικό μέγεθος της Ηλεκτροφυσικής.
Εισαγωγή
Μαγνητική ροή χαρακτηρίζεται ο αριθμός των μαγνητικών δυναμικών γραμμών που διέρχονται από μια επιφάνεια τοποθετημένη κάθετα προς αυτές.
Η ροή που περνά μέσα από ένα στοιχείου εμβαδού κάθετο στη διεύθυνση του Μαγνητικού Πεδίου δίνεται από το γινόμενο της Μαγνητικής Έντασης επί το στοιχείο εμβαδού. Πιο γενικά, η μαγνητική ροή ορίζεται από ένα βαθμωτό γινόμενο του μαγνητικού πεδίου και του διανύσματος του στοιχείου εμβαδού.
Ο νόμος Gauss για τον Μαγνητισμό, που αποτελεί και μία από τις τέσσερεις εξισώσεις Maxwell, δηλώνει ότι η ολική μαγνητική ροή διαμέσου μιας κλειστής επιφάνειας είναι μηδενική. Ο νόμος αυτός είναι συνέπεια της εμπειρικής παρατήρησης της μη ύπαρξης Μαγνητικών Μονοπόλων, δηλαδή απομονωμένων "Βόρειων" ή "Νότιων" μαγνητικών πόλων.
Η μαγνητική ροή ορίζεται ως το επιφανειακό ολοκλήρωμα του Μαγνητικού Πεδίου πάνω σε μια περιοχή:
όπου
- είναι η μαγνητική ροή
- B είναι η ένταση του μαγνητικού πεδίου
- S είναι η επιφάνεια.
Γνωρίζουμε από το νόμο του Γκάους για το μαγνητισμό ότι
δηλαδή, η απόκλιση της έντασης του Μαγνητικού Πεδίου μηδενίζεται παντού. Ένα σημείο μη μηδενικής απόκλισης θα ισοδυναμούσε με ένα απομονωμένο μαγνητικό φορτίο (μαγνητικό μονόπολο), δηλ. μια "πηγή" από όπου θα ξεκινούσαν ακτινικά προς τα έξω μαγνητικές δυναμικές γραμμές.
Το ολοκλήρωμα όγκου αυτής της εξίσωσης, σε συνδυασμό με το Θεώρημα Απόκλισης, δίνει το παρακάτω αποτέλεσμα:
Με άλλα λόγια, η μαγνητική ροή διαμέσου οποιασδήποτε κλειστής επιφάνειας πρέπει να είναι μηδενική: δεν υπάρχουν απομονωμένα μαγνητικά φορτία - οι μαγνητικές δυναμικές γραμμές είναι κλειστές καμπύλες χωρίς άκρα[1].
Σε αντίθεση με τα παραπάνω, ο νόμος Gauss για ηλεκτρικά πεδία, (ακόμη μία εξίσωση του Maxwell), είναι
όπου
- E είναι η Ηλεκτρική Ένταση του [[Ηλεκτρικό Πεδίο|Ηλεκτρικού Πεδίου ],
- είναι η πυκνότητα ελεύθερου ηλεκτρικού φορτίου, (μη περιλαμβάνοντας τα δέσμια διπολικά φορτία σε ένα υλικό),
- είναι η διαπερατότητα στο κενό.
Η εξίσωση αυτή δείχνει την ύπαρξη και την παρουσία ηλεκτρικών μονοπόλων, που δεν είναι τίποτα άλλο, παρά ελεύθερα θετικά ή αρνητικά φορτία.
Η διεύθυνση της Μαγνητικής Έντασης του Μαγνητικού Πεδίου είναι εξ ορισμού από το νότιο στο βόρειο πόλο ενός μαγνήτη, μέσα στο μαγνήτη. Έξω από το μαγνήτη, οι δυναμικές γραμμές πηγαίνουν από το Βορρά προς το Νότο.
Αλλαγή της μαγνητικής ροής που διαπερνά ένα αγώγιμο βρόχο έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος στο βρόχο. Η σχέση αυτή δίνεται από το νόμο του Faraday:
Η αρχή αυτή βρίσκει εφαρμογή στην Ηλεκτρική Γεννήτρια.
Συμβολισμός
Ηλεκτρομαγνητισμός
|
---|
Φυσικά μεγέθη
|
Εντατικά Μεγέθη |
|
Εκτατικά Μεγέθη |
|
Εντατικά Μεγέθη |
|
Εκτατικά Μεγέθη |
|
Το σύμβολο που χρησιμοποιείται, συνήθως, είναι: ( Φ ).
Ωστόσο, αν θελήσουμε να έχουμε ομοιομορφία συμβόλων για όλα τα εκτατικά μεγέθη του Ηλεκτρομαγνητισμού (δηλ. ελληνικά κεφαλαία) τότε πρέπει να χρησιμοποιήσουμε το σύμβολο: ( ΦB ).
Φυσική Έκφραση
Εκφράζει φυσικά την ροή του Μαγνητικού Πεδίου διαμέσου μίας επιφάνειας του χώρου που κατέχει (δηλ. την επιφάνεια που τέμνουν οι μαγνητικές γραμμές).
Μαθηματική Αναπαράσταση
Αναπαρίσταται μαθηματικά από μία βαθμωτή συνάρτηση του εμβαδού ( Σ ) της επιφάνειας αυτής. Δηλαδή, είναι μονόμετρο φυσικό μέγεθος.
Μέτρηση
Μετρείται, στο σύστημα S.I., με την μονάδα μέτρησης που ονομάζεται:
- 1 Weber (1 Wb).
Καταμέτρηση
Καταμετρείται από το όργανο καταμέτρησης που ονομάζεται:
Υποσημειώσεις
- ↑ Στην περίπτωση των πόλων του μαγνήτη, οι μαγνητικές δυναμικές γραμμές είναι φαινομενικά ανοικτές (καθώς φαίνονται να εκκινούν και να καταλήγουν σε νμαγνητικούς πόλους, ωστόσο στην πραγματικότητα διέρχονται διαμέσου του υλικού του μαγνήτη και τελικά γίνονται κλειστές.
Εσωτερική Αρθρογραφία
- Μαγνητισμός
- Μαγνητικό Πεδίο
- Μαγνητοστατική
- Εξισώσεις Maxwell
- Νόμος Gauss
- Μαγνητικό Μονόπολο
- Κβάντο Μαγνητικής Ροής
Βιβλιογραφία
Ιστογραφία
Κίνδυνοι Χρήσης |
---|
Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες "Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι Επίσης, |
- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν
- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)