ฟลักซ์แม่เหล็ก
| English | ไทย |
|---|---|
| magnetic flux/mæɡˈnetɪk flʌks/ | ฟลักซ์แม่เหล็ก |
| webers/ˈveɪbəz/ | 韦伯 |
มีแม่เหล็กเท่าใดที่ทะลุผ่านวงจupi นี้?
- ถือวงจupi ของสายไฟไว้ในสนามแม่เหล็กและนับเส้นสนามที่ทะลุผ่าน
- "ปริมาณสนามที่ทะลุผ่านวงจupi" นี้คือ ฟลักซ์แม่เหล็ก
- มันเป็นคู่ของฟลักซ์ไฟฟ้าจากหน่วยเกาส์
- และการ เปลี่ยนแปลง ของมันคือสิ่งที่ทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงทำงาน
ฟลักซ์คือ B ผ่านพื้นที่
- กำหนดเวกเตอร์พื้นที่ $\vec A$ ให้กับวงจupi ตามแนวตั้งฉาก
- ฟลักซ์คือ $\Phi_B = \vec B \cdot \vec A = BA\cos\theta$
- $\theta$ คือมุมระหว่างสนามกับแนวตั้งฉากของวงจupi
- มองเห็นสนามตรงๆ ให้ฟลักซ์สูงสุด; มองเห็นขอบให้ฟลักซ์เป็นศูนย์
ฟลักซ์แม่เหล็กผ่านวงจรแบนคือ:
$\Phi_B = \vec B \cdot \vec A = BA\cos\theta$.
A $2\ \text{T}$ สนามทะลุตรงไป ($\theta = 0$) A $0.3\ \text{m}^2$ วงจร. จงหาฟลักซ์ (ในหน่วย Wb).
$\Phi_B = BA\cos 0 = 2 \times 0.3 \times 1 = 0.6\ \text{Wb}$.
วงจรที่ตั้งขอบขนานกับสนาม ($\theta = 90^\circ$) มีฟลักซ์ศูนย์.
$\cos 90^\circ = 0$, ดังนั้น $\Phi_B = 0$ ขอบขนาน.
สามวิธีในการเปลี่ยนฟลักซ์
- เปลี่ยนความเข้มสนาม $B$ (เคลื่อนแม่เหล็กเข้าใกล้หรือห่างออก)
- เปลี่ยนพื้นที่ $A$ ที่สนามทะลุผ่าน (ยืดหรือหดวงจupi)
- เปลี่ยนมุม $\theta$ (หมุนวงจupi ในสนาม)
- การเปลี่ยนแปลงทั้งสามนี้เปลี่ยนฟลักซ์ — และนั่นคือสิ่งที่เหนี่ยวนำ EMF
เลือก ทุก วิธีที่จะเปลี่ยนฟลักซ์ผ่านวงจร.
ฟลักซ์เปลี่ยนโดยปรับ B, A, หรือ θ. สีไม่มีส่วนเกี่ยวข้องเลย.
หน่วยและสนามแปรผัน
- ฟลักซ์แม่เหล็กวัดเป็น เวเบอร์ (1 Wb $= 1\ \text{T}\cdot\text{m}^2$)
- สำหรับสนามสม่ำเสมอและวงจupi แบน ใช้ $\Phi_B = BA\cos\theta$ ได้เลย
- หากสนามแปรผันไปตามวงจupi ให้ทำอินทิกรัล: $\Phi_B = \int \vec B \cdot d\vec A$
- ขดลวด $N$ รอบเชื่อมโยงกับ $N$ เท่าของฟลักซ์ของวงจupi เดียว
เมื่อไหร่ที่ฟลักซ์แม่เหล็กมีค่ามากที่สุด?
ฟลักซ์แม่เหล็กขึ้นอยู่กับว่าวงจรถูกจัดวางอย่างไรในสนาม. จัดกลุ่มแต่ละกรณี.
หน่วย SI ของฟลักซ์แม่เหล็กคือ ____.
1 เวกเบอร์ $= 1\ \text{T·m}^2$.
ทำไมฟลักซ์ถึงสำคัญ
- ตัวฟลักซ์ที่คงที่นั้นไม่มีอะไรพิเศษ
- แต่ฟลักซ์ที่ เปลี่ยนแปลง จะขับเคลื่อนกระแสไฟฟ้าในวงจupi
- ฟลักซ์เปลี่ยนแปลง越快，效应越大
- ความสัมพันธ์นี้ — การเปลี่ยนแปลงฟลักซ์สู่ EMF ที่เหนี่ยวนำ — เป็นบทเรียนถัดไป
อะไรที่ทำให้เกิด EMF ในวงจรจริงๆ?
มีเพียง fux ที่เปลี่ยนแปลงเท่านั้นที่ขับเคลื่อน EMF ที่เหนี่ยวนำ.
สนาม $0.5\ \text{T}$ ผ่านเข้าไปโดยตรง ($\theta = 0$) ในวงกลมที่มีพื้นที่ $0.2\ \text{m}^2$
- $\Phi_B = BA\cos\theta = 0.5 \times 0.2 \times 1$.
- $\Phi_B = 0.1\ \text{Wb}$.
มุม $\theta$ วัดจาก แนวตั้งฉาก ของวงจupi ไม่ใช่จากหน้าวงจupi วงจupi ที่นอน ขอบขนาน กับสนาม ($\theta = 90^\circ$) มีฟลักซ์ ศูนย์ แม้สนามจะแรง — กับดักมุมคลาสสิก
ฟลักซ์แม่เหล็ก คือสนามผ่านวงจupi: $\Phi_B = \vec B \cdot \vec A = BA\cos\theta$ (เวเบอร์). คุณสามารถเปลี่ยนมันโดยการเปลี่ยน $B$, พื้นที่ $A$, หรือมุม $\theta$. ฟลักซ์ที่ เปลี่ยนแปลง คือสิ่งที่เหนี่ยวนำ EMF — หัวใจสำคัญของหน่วยนี้