Définition du flux magnétique. Flux magnétique. Qu'est-ce que le flux magnétique

DÉFINITION

Flux de vecteur d'induction magnétique(ou flux magnétique) (dФ) dans le cas général, à travers une zone élémentaire, on appelle une grandeur physique scalaire, qui est égale à :

où est l'angle entre la direction du vecteur d'induction magnétique () et la direction du vecteur normal () au site dS ().

Sur la base de la formule (1), le flux magnétique à travers une surface arbitraire S est calculé (dans le cas général) comme :

Le flux magnétique d'un champ magnétique uniforme à travers une surface plane peut être trouvé comme suit :

Pour un champ uniforme, une surface plane située perpendiculairement au vecteur d'induction magnétique, le flux magnétique est égal à :

Le flux du vecteur d'induction magnétique peut être négatif et positif. Ceci est dû au choix d'une direction positive. Très souvent, le flux du vecteur d'induction magnétique est associé à un circuit traversé par du courant. Dans ce cas, le sens positif de la normale au contour est lié au sens de circulation du courant par la règle de la vrille droite. Alors, le flux magnétique, qui est créé par un circuit porteur de courant, à travers la surface délimitée par ce circuit, est toujours supérieur à zéro.

L'unité de mesure du flux d'induction magnétique dans le système international d'unités (SI) est le weber (Wb). La formule (4) peut être utilisée pour déterminer l'unité de flux magnétique. Un Weber est appelé un flux magnétique qui traverse une surface plane, d'une superficie de 1 mètre carré, placée perpendiculairement aux lignes de force d'un champ magnétique uniforme :

Théorème de Gauss pour le champ magnétique

Le théorème de Gauss pour un flux de champ magnétique reflète le fait qu'il n'y a pas de charges magnétiques, c'est pourquoi les lignes d'induction magnétique sont toujours fermées ou vont à l'infini, elles n'ont ni début ni fin.

Le théorème de Gauss pour le flux magnétique est formulé comme suit : Le flux magnétique à travers toute surface fermée (S) est égal à zéro. Sous forme mathématique, ce théorème s'écrit comme suit :

Il s'avère que les théorèmes de Gauss pour les flux du vecteur d'induction magnétique () et l'intensité du champ électrostatique (), à travers une surface fermée, diffèrent fondamentalement.

Exemples de résolution de problèmes

EXEMPLE 1

Exercer	Calculez le flux du vecteur d'induction magnétique à travers le solénoïde, qui a N tours, la longueur du noyau l, la section transversale S, la perméabilité magnétique du noyau. Le courant traversant le solénoïde est I.
La solution	A l'intérieur du solénoïde, le champ magnétique peut être considéré comme uniforme. L'induction magnétique est facile à trouver en utilisant le théorème de circulation du champ magnétique et en choisissant un circuit rectangulaire comme circuit fermé (la circulation du vecteur le long duquel nous allons considérer (L)) un circuit rectangulaire (il couvrira tous les N tours). Puis on écrit (on tient compte qu'à l'extérieur du solénoïde le champ magnétique est nul, de plus, là où le contour L est perpendiculaire aux lignes d'induction magnétique B = 0) : Dans ce cas, le flux magnétique à travers un tour du solénoïde est (): Le flux total d'induction magnétique qui parcourt toutes les spires :
Réponse

EXEMPLE 2

Exercer	Quel sera le flux d'induction magnétique à travers un cadre carré, qui est dans le vide dans le même plan avec un conducteur droit infiniment long avec du courant (Fig. 1). Les deux côtés du cadre sont parallèles au fil. La longueur du côté du cadre est b, la distance de l'un des côtés du cadre est c.
La solution	L'expression par laquelle il est possible de déterminer l'induction du champ magnétique sera considérée comme connue (voir l'exemple 1 de la section "Unité de mesure de l'induction magnétique") :

Moment dipolaire électrique
Charge électrique
induction électrique
Champ électrique
potentiel électrostatique

magnétostatique
Loi Biot-Savart-Laplace loi d'Ampère Moment magnétique Un champ magnétique Flux magnétique Induction magnétique

Électrodynamique
potentiel vecteur Dipôle Potentiels de Lienar - Wiechert Force de Lorentz Courant de polarisation Induction unipolaire Les équations de Maxwell Électricité Force électromotrice Induction électromagnétique Un rayonnement électromagnétique Champ électromagnétique

Circuit électrique
Loi d'Ohm Les lois de Kirchhoff Inductance guide d'ondes radio Résonateur Capacité électrique conductivité électrique Résistance électrique Impédance électrique

Scientifiques notables
Henri Cavendish Michael Faraday Nicolas Tesla André-Marie Ampère Gustave Robert Kirchhoff James Clerk (Clark) Maxwell Henri Rudolf Hertz Albert Abraham Michelson Robert Andrew Milliken

Voir également: Portail : Physique

Flux magnétique- grandeur physique égale au produit du module du vecteur induction magnétique $\backslash vec\; B$à l'aire S et au cosinus de l'angle α entre vecteurs $\backslash vec\; B$ et normale $\backslash mathbf(n)$. Couler $\backslash Phi\_B$ en tant qu'intégrale du vecteur d'induction magnétique $\backslash vec\; B$à travers la surface d'extrémité S est défini par l'intégrale sur la surface :

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Dans ce cas, l'élément vectoriel d S superficie S défini comme

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Quantification du flux magnétique

Les valeurs du flux magnétique Φ traversant

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Liens

Un extrait caractérisant le flux magnétique

- C"est bien, mais ne déménagez pas de chez le prince Basile. Il est bon d"avoir un ami comme le prince, dit-elle en souriant au prince Vasily. - J"en sais quelque chose. N"est ce pas? [C'est bien, mais ne vous éloignez pas du prince Vasily. C'est bien d'avoir un tel ami. J'en sais quelque chose. N'est-ce pas ?] Et tu es encore si jeune. Vous avez besoin de conseils. Vous n'êtes pas en colère contre moi parce que j'utilise les droits des vieilles femmes. - Elle s'est tue, comme les femmes sont toujours silencieuses, attendant quelque chose après avoir parlé de leurs années. - Si vous vous mariez, alors une autre affaire. Et elle les a réunis en un seul regard. Pierre n'a pas regardé Hélène, et elle à lui. Mais elle était toujours terriblement proche de lui. Il marmonna quelque chose et rougit.
De retour chez lui, Pierre ne put dormir longtemps, pensant à ce qui lui était arrivé. Que lui est-il arrivé? Rien. Il s'est seulement rendu compte que la femme qu'il a connue enfant, à propos de laquelle il a dit distraitement: «Oui, bien», quand on lui a dit qu'Helen était belle, il s'est rendu compte que cette femme pouvait lui appartenir.
"Mais elle est stupide, j'ai dit moi-même qu'elle était stupide", pensa-t-il. - Il y a quelque chose de méchant dans le sentiment qu'elle a suscité en moi, quelque chose d'interdit. On m'a dit que son frère Anatole était amoureux d'elle, et elle était amoureuse de lui, qu'il y avait toute une histoire, et qu'Anatole en avait été chassé. Son frère est Ippolit... Son père est le prince Vasily... Ce n'est pas bon, pensa-t-il ; et en même temps qu'il raisonnait comme ça (ces raisonnements étaient encore inachevés), il se forçait à sourire et s'apercevait qu'une autre série de raisonnements avait surgi à cause des premiers, qu'en même temps il pensait à son insignifiance et rêvant de la façon dont elle serait sa femme, comment elle pourrait l'aimer, comment elle pourrait être complètement différente, et comment tout ce qu'il pensait et entendait à son sujet pouvait être faux. Et il la vit à nouveau non pas comme une sorte de fille du prince Vasily, mais vit tout son corps, uniquement recouvert d'une robe grise. "Mais non, pourquoi cette pensée ne m'est-elle pas venue plus tôt ?" Et encore il se dit que c'était impossible ; que quelque chose de méchant, contre nature, lui semblait-il, malhonnête serait dans ce mariage. Il se souvenait de ses mots, de ses regards passés, et des mots et regards de ceux qui les avaient vus ensemble. Il se souvint des mots et des regards d'Anna Pavlovna quand elle lui parla de la maison, se souvint de milliers d'indices de ce genre du prince Vasily et d'autres, et il fut horrifié de ne s'être aucunement engagé dans l'accomplissement d'une telle chose, ce qui , évidemment, n'était pas bon et ce qu'il ne doit pas faire. Mais en même temps qu'il s'exprimait cette décision, de l'autre côté de son âme son image refit surface avec toute sa beauté féminine.

En novembre 1805, le prince Vasily dut se rendre dans quatre provinces pour un audit. Il organisa ce rendez-vous pour lui-même afin de visiter ses domaines en ruine en même temps, et emmenant avec lui (à l'emplacement de son régiment) son fils Anatole, avec lui pour faire appel au prince Nikolai Andreevich Bolkonsky afin d'épouser son fils à la fille de ce riche vieillard. Mais avant de partir et de ces nouvelles affaires, le prince Vasily a dû régler des problèmes avec Pierre, qui, il est vrai, avait passé des journées entières à la maison, c'est-à-dire avec le prince Vasily, avec qui il vivait, il était ridicule, agité et stupide ( comme il se doit d'être amoureux) en présence d'Helen, mais ne propose toujours pas.

Parmi les grandeurs physiques, une place importante est occupée par le flux magnétique. Cet article explique ce que c'est et comment déterminer sa valeur.

Qu'est-ce que le flux magnétique

C'est une grandeur qui détermine le niveau du champ magnétique traversant la surface. Notée « FF » et dépend de l'intensité du champ et de l'angle de passage du champ à travers cette surface.

Il est calculé selon la formule :

FF=B⋅S⋅cosα, où :

• FF - flux magnétique;
• B est la valeur de l'induction magnétique ;
• S est la surface parcourue par ce champ ;
• cosα est le cosinus de l'angle entre la perpendiculaire à la surface et l'écoulement.

L'unité SI de mesure est "weber" (Wb). 1 weber est créé par un champ de 1 T passant perpendiculairement à une surface de 1 m².

Ainsi, le débit est maximal lorsque sa direction coïncide avec la verticale et est égal à « 0 » s'il est parallèle à la surface.

Intéressant. La formule du flux magnétique est similaire à la formule par laquelle l'éclairement est calculé.

aimants permanents

L'une des sources du champ sont les aimants permanents. Ils sont connus depuis des siècles. Une aiguille de boussole était en fer magnétisé, et dans la Grèce antique, il y avait une légende sur une île qui attirait vers elle les parties métalliques des navires.

Les aimants permanents se présentent sous différentes formes et sont fabriqués à partir de différents matériaux :

• fer - le moins cher, mais a un pouvoir moins attractif;
• néodyme - à partir d'un alliage de néodyme, de fer et de bore;
• Alnico est un alliage de fer, d'aluminium, de nickel et de cobalt.

Tous les aimants sont bipolaires. Ceci est particulièrement visible dans les dispositifs à tige et en fer à cheval.

Si la tige est suspendue au milieu ou posée sur un morceau de bois ou de mousse flottant, elle tournera dans le sens nord-sud. Le pôle pointant vers le nord s'appelle le pôle nord et est peint en bleu sur les instruments de laboratoire et noté "N". Celui d'en face, pointant vers le sud, est rouge et marqué d'un « S ». Les pôles similaires attirent les aimants, tandis que les pôles opposés se repoussent.

En 1851, Michael Faraday a proposé le concept de lignes fermées d'induction. Ces lignes partent du pôle nord de l'aimant, traversent l'espace environnant, entrent au sud et à l'intérieur de l'appareil retournent au nord. Les lignes et les intensités de champ les plus proches sont proches des pôles. Ici aussi, la force d'attraction est plus élevée.

Si un morceau de verre est placé sur l'appareil et que de la limaille de fer est versée dessus en une fine couche, elle sera située le long des lignes du champ magnétique. Lorsque plusieurs appareils sont situés les uns à côté des autres, la sciure de bois montrera l'interaction entre eux : attraction ou répulsion.

Champ magnétique terrestre

Notre planète peut être représentée comme un aimant dont l'axe est incliné de 12 degrés. Les intersections de cet axe avec la surface sont appelées pôles magnétiques. Comme tout aimant, les lignes de force de la Terre vont du pôle nord au sud. Près des pôles, ils sont perpendiculaires à la surface, de sorte que l'aiguille de la boussole n'y est pas fiable et d'autres méthodes doivent être utilisées.

Les particules du "vent solaire" ont une charge électrique, donc en se déplaçant autour d'elles, un champ magnétique apparaît qui interagit avec le champ terrestre et dirige ces particules le long des lignes de force. Ainsi, ce champ protège la surface terrestre du rayonnement cosmique. Cependant, près des pôles, ces lignes sont perpendiculaires à la surface et des particules chargées pénètrent dans l'atmosphère, provoquant les aurores boréales.

En 1820, Hans Oersted, tout en menant des expériences, a vu l'effet d'un conducteur à travers lequel un courant électrique circule sur une aiguille de boussole. Quelques jours plus tard, André-Marie Ampère découvre l'attraction mutuelle de deux fils, parcourus par un courant de même sens.

Intéressant. Pendant le soudage électrique, les câbles à proximité bougent lorsque le courant change.

Ampère a suggéré plus tard que cela était dû à l'induction magnétique du courant circulant dans les fils.

Dans une bobine enroulée avec un fil isolé traversé par un courant électrique, les champs des conducteurs individuels se renforcent mutuellement. Pour augmenter la force d'attraction, la bobine est enroulée sur un noyau en acier ouvert. Ce noyau devient magnétisé et attire les pièces en fer ou l'autre moitié du noyau dans les relais et les contacteurs.

Induction électromagnétique

Lorsque le flux magnétique change, un courant électrique est induit dans le fil. Ce fait ne dépend pas de ce qui cause ce changement : le mouvement d'un aimant permanent, le mouvement d'un fil ou un changement de l'intensité du courant dans un conducteur à proximité.

Ce phénomène a été découvert par Michael Faraday le 29 août 1831. Ses expériences ont montré que la FEM (force électromotrice) qui apparaît dans un circuit limité par des conducteurs est directement proportionnelle au taux de variation du flux traversant la zone de ce circuit.

Important! Pour l'apparition d'EMF, le fil doit traverser les lignes de force. Lors du déplacement le long des lignes, il n'y a pas d'EMF.

Si la bobine dans laquelle se produit l'EMF est incluse dans le circuit électrique, un courant apparaît dans l'enroulement, ce qui crée son propre champ électromagnétique dans l'inductance.

Lorsqu'un conducteur se déplace dans un champ magnétique, une FEM y est induite. Sa directivité dépend du sens de déplacement du fil. La méthode par laquelle la direction de l'induction magnétique est déterminée est appelée "méthode de la main droite".

Le calcul de l'amplitude du champ magnétique est important pour la conception des machines électriques et des transformateurs.

Vidéo

Règle de la main droite ou de la vrille :

La direction des lignes de champ magnétique et la direction du courant qui les crée sont interconnectées par la règle bien connue de la main droite ou vrille, introduite par D. Maxwell et illustrée par les figures suivantes :

Peu de gens savent qu'une vrille est un outil pour percer des trous dans un arbre. Par conséquent, il est plus compréhensible d'appeler cette règle la règle d'une vis, d'une vis ou d'un tire-bouchon. Cependant, saisir le fil comme sur la figure peut parfois mettre la vie en danger !

Induction magnétique B :

Induction magnétique- est la principale caractéristique fondamentale du champ magnétique, similaire au vecteur d'intensité du champ électrique E . Le vecteur d'induction magnétique est toujours dirigé tangentiellement à la ligne magnétique et indique sa direction et sa force. L'unité d'induction magnétique dans B = 1 T est l'induction magnétique d'un champ homogène, dans lequel une section du conducteur d'une longueur de je\u003d 1 m, avec une intensité de courant dans je\u003d 1 A, la force ampère maximale agit du côté du champ - F\u003d 1 H. La direction de la force d'Ampère est déterminée par la règle de la main gauche. Dans le système CGS, l'induction magnétique du champ est mesurée en gauss (Gs), dans le système SI - en teslas (Tl).

Intensité du champ magnétique H :

Une autre caractéristique du champ magnétique est tension, qui est analogue au vecteur de déplacement électrique D en électrostatique. Déterminé par la formule :

L'intensité du champ magnétique est une grandeur vectorielle, c'est une caractéristique quantitative du champ magnétique et ne dépend pas des propriétés magnétiques du milieu. Dans le système CGS, l'intensité du champ magnétique est mesurée en oersteds (Oe), dans le système SI - en ampères par mètre (A / m).

Flux magnétique F :

Le flux magnétique Ф est une grandeur physique scalaire qui caractérise le nombre de lignes d'induction magnétique pénétrant dans une boucle fermée. Considérons un cas particulier. À champ magnétique uniforme, dont le module du vecteur d'induction est égal à ∣В ∣, est placé boucle fermée plate zone S. La normale n au plan de contour fait un angle α avec la direction du vecteur d'induction magnétique B . Le flux magnétique à travers la surface est la valeur Ф, déterminée par la relation :

Dans le cas général, le flux magnétique est défini comme l'intégrale du vecteur d'induction magnétique B à travers la surface finie S.

Il convient de noter que le flux magnétique à travers toute surface fermée est nul (théorème de Gauss pour les champs magnétiques). Cela signifie que les lignes de force du champ magnétique ne se cassent nulle part, c'est-à-dire le champ magnétique a une nature vortex, et aussi qu'il est impossible qu'existent des charges magnétiques qui créeraient un champ magnétique de la même manière que des charges électriques créent un champ électrique. En SI, l'unité de flux magnétique est Weber (Wb), dans le système CGS - maxwell (Mks); 1 Wb = 10 8 µs.

Définition de l'inductance :

L'inductance est le coefficient de proportionnalité entre le courant électrique circulant dans tout circuit fermé et le flux magnétique créé par ce courant à travers la surface dont le bord est ce circuit.

Sinon, l'inductance est le facteur de proportionnalité dans la formule d'auto-induction.

Dans le système SI, l'inductance est mesurée en henry (H). Un circuit a une inductance d'un henry si, lorsque le courant change d'un ampère par seconde, une force électromotrice d'auto-induction d'un volt se produit aux bornes du circuit.

Le terme "inductance" a été proposé par Oliver Heaviside, un scientifique anglais autodidacte en 1886. En termes simples, l'inductance est la propriété d'un conducteur porteur de courant de stocker de l'énergie dans un champ magnétique, équivalente à la capacité d'un champ électrique. Cela ne dépend pas de l'intensité du courant, mais uniquement de la forme et de la taille du conducteur porteur de courant. Pour augmenter l'inductance, le conducteur est enroulé dans bobines, dont le calcul est le programme

FLUX MAGNÉTIQUE

FLUX MAGNÉTIQUE(symbole F), une mesure de la force et de l'étendue du CHAMP MAGNÉTIQUE. Le flux à travers la zone A perpendiculaire au même champ magnétique est Ф = mNA, où m est la PERMÉABILITÉ magnétique du milieu et H est l'intensité du champ magnétique. La densité de flux magnétique est le flux par unité de surface (symbole B), qui est égal à H. Une modification du flux magnétique à travers un conducteur électrique induit une FORCE D'ENTRAÎNEMENT ÉLECTRIQUE.

Dictionnaire encyclopédique scientifique et technique.

Voyez ce qu'est "MAGNETIC FLOW" dans d'autres dictionnaires :

Le flux du vecteur d'induction magnétique B à travers n'importe quelle surface. Le flux magnétique à travers une petite zone dS, dans laquelle le vecteur B est inchangé, est égal à dФ = ВndS, où Bn est la projection du vecteur sur la normale à la zone dS. Flux magnétique Ф à travers la finale ... ... Grand dictionnaire encyclopédique

- (flux d'induction magnétique), flux Ф du vecteur magnétique. induction B à c.l. surface. M. p. dФ à travers une petite zone dS, dans laquelle le vecteur B peut être considéré comme inchangé, est exprimé par le produit de la taille de la zone et de la projection Bn du vecteur sur ... ... Encyclopédie physique

Flux magnétique- Une valeur scalaire égale au flux d'induction magnétique. [GOST R 52002 2003] flux magnétique Le flux d'induction magnétique à travers une surface perpendiculaire au champ magnétique, défini comme le produit de l'induction magnétique en un point donné et la zone ... ... Manuel du traducteur technique

FLUX MAGNÉTIQUE- flux Ф du vecteur d'induction magnétique (voir (5)) В à travers la surface S, normale au vecteur В dans un champ magnétique uniforme. L'unité de flux magnétique en SI (voir) ... Grande Encyclopédie Polytechnique

Une valeur qui caractérise l'effet magnétique sur une surface donnée. MP est mesuré par le nombre de lignes de force magnétiques traversant une surface donnée. Dictionnaire technique ferroviaire. M.: Transport d'État ... ... Dictionnaire technique ferroviaire

Flux magnétique- une quantité scalaire égale au flux d'induction magnétique... Source : ELEKTROTEHNIKA. TERMES ET DÉFINITIONS DES CONCEPTS DE BASE. GOST R 52002 2003 (approuvé par le décret de la norme d'État de la Fédération de Russie du 01/09/2003 N 3 st) ... Terminologie officielle

Le flux du vecteur d'induction magnétique B à travers n'importe quelle surface. Le flux magnétique à travers une petite zone dS, dans laquelle le vecteur B est inchangé, est égal à dФ = BndS, où Bn est la projection du vecteur sur la normale à la zone dS. Flux magnétique Ф à travers la finale ... ... Dictionnaire encyclopédique

Électrodynamique classique ... Wikipedia

Flux magnétique- , flux d'induction magnétique flux du vecteur d'induction magnétique à travers toute surface. Pour une surface fermée, le flux magnétique total est nul, ce qui reflète la nature solénoïde du champ magnétique, c'est-à-dire l'absence dans la nature de ... Dictionnaire encyclopédique de la métallurgie

Flux magnétique- 12. Flux magnétique Flux d'induction magnétique Source : GOST 19880 74 : Génie électrique. Concepts de base. Termes et définitions document original 12 magnétique sur ... Dictionnaire-ouvrage de référence des termes de la documentation normative et technique

Livres

• Le flux magnétique et sa transformation, Mitkevich V.F. Ce livre contient beaucoup de choses qui ne sont pas toujours prises en compte en ce qui concerne le flux magnétique, et qui n'ont pas encore été suffisamment clairement exprimées ou n'ont pas été ...