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    磁通量的性質

    2016/9/20 13:18:17

    在國際單位制中,
    磁通量的單位是韋伯,是以德國物理學家威廉·韋伯的名字命名的。Weber,符號是Wb,1Wb=1T*m^2=1V*S,是標量,但有正負,正負僅代表穿向。

    韋伯可以用法拉第電磁感應定律來推導。1韋伯=10(1億)麥克斯韋。


    性質

    通過某一平面的磁通量的大小,可以用通過這個平面的磁感線的條數的多少來形象地說明。在同一磁場中,磁感應強度越大的地方,磁感線越密。因此,B越大,S越大,磁通量就越大,意味著穿過這個面的磁感線條數越多。過一個平面若有方向相反的兩個磁通量,這時的合磁通為相反方向磁通量的代數和(即相反合磁通抵消以后剩余的磁通量)。

    磁場的高斯定理指出,通過任意閉合曲面的磁通量為零,即它表明磁場是無源的,不存在發出或會聚磁力線的源頭或尾閭,亦即不存在孤立的磁單極。以上公式中的B既可以是電流產生的磁場,也可以是變化電場產生的磁場,或兩者之和。

    磁通密度是通過垂直于磁場方向的單位面積的磁通量,它等于該處磁場磁感應強度的大小B。磁通密度精確地描述了磁力線的疏密。

    通量概念是描述矢量場性質的必要手段,通量密度則描述矢量場的強弱。磁通量和磁通密度,電通量和電通密度都是如此。

     

    通電導體與磁場方向垂直時,它受力的大小既與導線長度L成正比,又與導線中的電流I成正比,即與I和L的乘積IL成正比,公式是F=ILB,式中B是磁感應強度。

    磁通量的定義為覆蓋某面積的磁場的積分

    其中Φ為磁通量,B為磁感應強度,S為面積。 已知高斯磁場定律為:Φ=BS。

    這條方程的體積積分,跟散度定理合用,給出以下的結果:

    亦即是說,通過任何密閉表面的磁通量一定為零;自由"磁電荷"是不存在的。

    對比下, 另一條麥克斯韋方程──高斯電場定律為:∫∫E.ds=Q/ε0

    其中E為電場強度, ρ為自由電荷的密度(不包括在物料中被束縛的雙極電動機原理
    電荷), ε0為真空介電常數。 注意這指出了電單極的存在,也就是,自由的正或負電荷。

    磁通量密度向量的方向定義為從磁南極到磁北極(磁鐵里面)。在磁鐵外,場線會由北到南。

    若磁場通過能導電的電線環,而磁通量的改變的話,會引起電動勢的生成, 并因此會產生電流(在環中)。其關系式可由法拉第定律得出:

    這就是發電機發電的原理。

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