Magnetiline induktsioon

(Ümber suunatud leheküljelt Magnetinduktsioon)

Magnetiline induktsioon ehk magnetinduktsioon (ingl magnetic induction[1]) on vektorsuurus, mis väljendab magnetväljas liikuvale elektrilaengule või vooluga juhtmele mõjuvat jõudu. Magnetinduktsiooni jõud kujutab endast seda osa Lorentzi jõust, mis on põhjustatud magnetväljast. Magnetinduktsioon on magnetvälja põhiline tunnussuurus.

Magnetinduktsiooni tähis on B ja SI-süsteemi ühik tesla (T), mis avaldub jõuühiku njuuton (N) kaudu: ja SI-põhiühikutes . Mõningat kasutamist leiab veel ka CGS-süsteemi mõõtühik gauss (G), kusjuures 1 T = 10 000 G.

TerminikasutusestRedigeeri

Füüsikalise suuruse B standardikohane termin on magnetiline induktsioon, lühemalt magnetinduktsioon, ja rööptermin magnetvälja tihedus.[2] See suurus on samuti kasutusel nimetuse all magnetvoo tihedus (vrd elektrivoo tihedus ehk elektriline induktsioon).

Üldkeeles nimetatakse teslades mõõdetavat suurust mõnikord magnetvälja tugevuseks, nt Maa magnetvälja tugevus (kuigi magnetvälja tugevuse kui füüsikalise suuruse ühik on A/m).

Füüsikalist suurust magnetiline induktsioon ei või segi ajada mõistega elektromagnetiline induktsioon, mis on füüsikaline nähtus.

Magnetinduktsiooni jõudRedigeeri

  Pikemalt artiklis Lorentzi jõud
 
Lorentzi jõud F, mis mõjub kiirusega v liikuvale positiivsele laengule q magneti NS väljas magnetinduktsiooniga B (vasakul) või mis mõjub vooluga I juhtmelõigule pikkusega l ristsihilises magnetväljas (paremal)

Magnetväljas liikuvale laetud osakesele mõjuv jõudRedigeeri

Kuna magnetinduktsioon   on vektoriaalne suurus, siis kirjeldab tema toimet kiirusega   liikuvale vabale laengule   vektorvõrrand

 

kus

  on osakesele laenguga q magnetväljas mõjuv liikumapanev jõud (njuutonites);
q on osakese elektrilaeng (kulonites);
  on osakese hetkkiirus (m/s);
  on magnetinduktsioon (teslades).

Kui loobuda valemi vektorkujust ja koos sellega võimalusest määrata jõu F suunda vektorkorrutisest  , siis saab jõu suuruse arvutada skalaarsete suuruste korrutisena:

 

kus

  on elektrilaeng
  on laengu liikumiskiirus;
  on magnetinduktsiooni vektori moodul;
  on nurk laengu liikumisesuuna ja magnetvoo suuna vahel.

Vooluga juhtmele mõjuv jõudRedigeeri

Kui sirge juhe, mida läbib elektrivool, asetseb magnetpooluste vahelises magnetväljas, siis mõjub igale juhtmes liikuvale elektrilaenguga osakesele Lorentzi jõud. Juhtmele mõjuv kogujõud

 

kus

  on vooluga I juhtmele magnetväljas mõjuv liikumapanev jõud (njuutonites);
I on voolutugevus juhtmes (amprites);
  on vektor, mille suurus on võrdne juhtmelõigu pikkusega (meetrites) ja mille suund ühtib elektrivoolu kokkuleppelise suunaga juhis (selleks on positiivse elektrilaenguga osakeste liikumise suund);
  on magnetinduktsioon (teslades).

Juhtmele mõjuva jõu suuruse võib arvutada valemiga

 

kus

  on voolutugevus;
  on vooluteekonna pikkus juhtmes;
  on magnetinduktsiooni vektori moodul;
  on nurk voolu suuna ja magnetvoo suuna vahel.

Erijuhul, kui juhe liigub risti magnetvoo suunaga ( ), saab sellest valemist teadaoleva jõu   järgi leida magnetinduktsiooni arväärtuse:

 

Magnetinduktsiooni näiteid[3]Redigeeri

ViitedRedigeeri

  1. Definition of magnetic induction
  2. Elektrotehnikas kasutatavad tähised. EVS-EN 60027-1:2006 + A2:2007
  3. enwiki: Tesla (unit)

Vaata kaRedigeeri