Miernik strumienia

Flux Meter to przyrząd z magnesem trwałym z ruchomą cewką, która jest podłączona do ruchomej cewki, długa lub krótka, w związku z czym przyrząd jest przydatny w testach żelaza, gdzie czas potrzebny do zapadnięcia się lub odwrócenia strumienia może wynosić kilka sekund. Odchylenie jest odczytywane z początkowej pozycji wskazówki na skali kwadrantowej, gdy wskazówka osiągnie maksymalne odchylenie; po tym wskazówka powoli powraca do pozycji zerowej. Typowe odchylenie w pełnej skali byłoby podane przez zmianę 10 μWb-t.

Gęstości strumienia w szczelinie powietrznej można zmierzyć alternatywną metodą, polegającą na obracaniu małej cewki z dużą i znaną prędkością, przy czym indukowana siła elektromotoryczna jest proporcjonalna do lokalnej gęstości strumienia.

Intensywność indukcji magnetycznej
Intensywność indukcji magnetycznej to wielkość fizyczna służąca do opisu właściwości pola magnetycznego, wyrażona wzorem B, przy czym kierunek B w punkcie pola magnetycznego to kierunek pola magnetycznego w tym punkcie, a wielkość B wskazuje natężenie pola magnetycznego w tym punkcie.

W układzie jednostek SI (Międzynarodowy Układ Jednostek) jednostką siły indukcji magnetycznej jest [wolt · sekunda/metr 2], a [wolt] · [sekunda] nazywa się Weberem, więc jednostka siły indukcji magnetycznej nazywa się [Weberem/metr 2] lub [Teslą], określana jako [T], w układzie jednostek CGSM jednostką siły indukcji magnetycznej jest [Gaussa]. Jednostki są oznaczone symbolami: V to [wolty], s to [sekundy], m to [metry], Wb to [Weber], T to [T], Gs to [Gaussa], mT to [milita].
1T=1Wb/m2=104Gs=103mT (1)

Linia siły magnetycznej, strumień magnetyczny i twierdzenie o ciągłości strumienia magnetycznego
Pole magnetyczne jest przedstawione graficznie za pomocą linii pola magnetycznego. Linie pola magnetycznego różnych pól magnetycznych generowanych przez prąd pokazano na rysunku 1. Linie pola magnetycznego są zamkniętymi liniami bezgłowymi i bezogonowymi otaczającymi prąd, a kierunek prądu i kierunek powrotu linii pola magnetycznego są zgodne z regułą prawej dłoni.

Określamy, że kierunek styczny dowolnego punktu linii pola magnetycznego jest kierunkiem pola magnetycznego (tj. B) w tym punkcie, a liczba linii pola magnetycznego na jednostkę powierzchni prostopadłych do wektora B jest równa wartości wektora B w tym punkcie. Innymi słowy, tam, gdzie pole magnetyczne jest silne, linia pola magnetycznego jest gęstsza, a tam, gdzie pole magnetyczne jest słabe, linia pola magnetycznego jest cieńsza.

Całkowita liczba linii siły magnetycznej przechodzących przez powierzchnię nazywana jest strumieniem magnetycznym przechodzącym przez powierzchnię i jest reprezentowana przez Φ. Obliczenie strumienia magnetycznego pokazano na rysunku 2. Element powierzchni jest brany na powierzchnię, a kąt θ jest tworzony między kierunkiem jego linii normalnej a kierunkiem B punktu. Strumień magnetyczny elementu przechodzącego przez powierzchnię wynosi:
dφ=B×cosθ×ds (2)

Całkowity strumień S przez powierzchnię wynosi zatem
φ=# B×cosθ×ds (3)

Gdy B jest jednorodne, a S jest płaszczyzną prostopadłą do B, strumień magnetyczny przechodzący przez płaszczyznę S wynosi:
φ = B×S (4)

Jest to zależność często wykorzystywana w pomiarach magnetycznych.
Twierdzenie o ciągłym strumieniu: Gdy płaszczyzna S jest powierzchnią zamkniętą, ponieważ linia pola magnetycznego jest linią zamkniętą, to linia pola magnetycznego przechodząca przez powierzchnię zamkniętą musi przechodzić przez inne części powierzchni zamkniętej, więc całkowity strumień magnetyczny przechodzący przez dowolną powierzchnię zamkniętą musi być równy zeru. Mianowicie:
φ=# Bcosθds=0 (5)

Jednostką strumienia magnetycznego jest [Weber] w układzie jednostek SI, [Maxwell] w układzie jednostek CGSM, a symbol skrótu [Mai] jest oznaczany jako Mx.
1Wb=108Mx (6)

Siła pola magnetycznego, przenikalność i prawo pętli ampera
Siła pola magnetycznego to wielkość fizyczna wprowadzona w celu ułatwienia analizy zależności między polem magnetycznym a prądem, jest to również wektor wyrażony jako H, jego zależność od natężenia indukcji magnetycznej jest następująca:
H = B/μ (7)
Gdzie: μ jest przenikalnością ośrodka magnetycznego, określoną przez naturę ośrodka magnetycznego
Zgadzam się. W jednostkach SI przenikalność próżni wynosi:
μ0=4π×10-7 Henry'ego/m (8)

Jednostką H jest [amper/metr], w układzie jednostek CGSM przenikalność próżni wynosi 1, a jednostką H jest [Oster], skrót od [Ao]. Jednostki są reprezentowane przez symbole: A to [amper], Oe to [O], a H to [Henry].
1A/m=4π×10-3 Oe (9)

Prawo pętli Ampere’a: w polu magnetycznym wektor H podąża dowolnie zamkniętą krzywą
Całka liniowa sigma jest równa sumie algebraicznej prądów zawartych w tej zamkniętej krzywej. Mianowicie:
# H×cos ×dl=∑I (10)
Gdzie: jest kątem pomiędzy kierunkiem stycznej do krzywej i kierunkiem pola magnetycznego punktu.

Korzystając z prawa pętli Ampere'a, możemy łatwo obliczyć pole magnetyczne generowane przez prąd o określonej symetrii przestrzennej. Na przykład, obliczyć natężenie pola magnetycznego w punkcie P wewnątrz jednolicie ciasno nawiniętego kołowego solenoidu, jak pokazano na rysunku 4. Przyjmij koncentryczne okręgi o promieniu r przechodzące przez punkt P jako zamkniętą krzywą całkową. Ze względu na relację symetrii, natężenie pola magnetycznego w każdym punkcie wokół koncentrycznego okręgu jest równe, a kierunek natężenia pola magnetycznego jest wzdłuż kierunku stycznego do koncentrycznego okręgu, czyli=0, więc:
# H×cos ×dl=H*2πr=NI (11)
Zatem natężenie pola magnetycznego w punkcie P: H=NI/ (2πr)

Gdzie N jest liczbą zwojów uzwojenia. Z tego związku można wywnioskować, że siła pola magnetycznego jest determinowana wyłącznie przez rozkład prądu, który generuje pole magnetyczne i nie ma nic wspólnego z właściwościami ośrodka magnetycznego.