1. 자기유도 강도
자기 유도 강도는 자기장의 속성을 설명하는 데 사용되는 물리량으로, B로 표현되며, 자기장 내의 한 지점에서 B의 방향은 그 지점의 자기장의 방향이고, B의 크기는 그 지점의 자기장의 세기를 나타낸다.
SI단위계(국제단위계)에서 자기유도세기의 단위는 [볼트·초/미터2]이고, [볼트]·[초]를 베버(Weber)라고 하므로, 자기유도세기의 단위를 [베버/미터2] 또는 [테슬라]라고 하며, [T]로 약칭하고, CGSM단위계에서 자기유도세기의 단위는 [가우스]이다. 단위는 기호로 표기한다. V는 [볼트], s는 [초], m은 [미터], Wb는 [베버], T는 [T], Gs는 [가우스], mT는 [밀리라이트]이다.
1T=1Wb/m2=104Gs=103mT (1)
2, 자기력선, 자기선속 및 자기선속 연속성 정리
자기장은 자기장 선으로 그래픽으로 표현됩니다. 전류에 의해 생성된 다양한 자기장의 자기장 선은 그림 1에 나와 있습니다. 자기장 선은 전류를 둘러싼 머리가 없고 꼬리가 없는 닫힌 선이며, 전류의 방향과 자기장 선의 귀환 방향은 오른손 법칙을 따릅니다.
우리는 자기장 선의 모든 점의 접선 방향이 그 지점의 자기장(즉, B) 방향이고, B 벡터에 수직인 단위 면적당 자기장 선의 수가 그 지점의 B 벡터의 크기와 같다고 명시합니다. 다시 말해, 자기장이 강한 곳에서는 자기장 선이 더 조밀하고, 자기장이 약한 곳에서는 자기장 선이 더 얇습니다.
표면을 통과하는 자기력선의 총 개수를 표면을 통과하는 자속이라고 하며 Φ로 표시합니다. 자속의 계산은 그림 2에 나와 있습니다. 면적 요소는 표면에서 취해지고, 법선 방향과 점의 B 방향 사이에 θ 각도가 형성됩니다. 면적을 통과하는 요소의 자속은 다음과 같습니다.
dφ=B×코사인θ×ds (2)
따라서 표면을 통한 S의 총 플럭스는 다음과 같습니다.
φ=# B×cosθ×ds (3)
B가 균일하고 S가 평면이고 B에 수직일 때 S 평면을 통과하는 자속은 다음과 같습니다.
φ = B×S (4)
이는 자기 측정에 자주 사용되는 관계입니다.
연속 플럭스 정리: S-평면이 닫힌 표면일 때, 자기장 선이 닫힌 선이기 때문에 닫힌 표면을 통과하는 자기장 선은 닫힌 표면의 다른 부분을 통과해야 하므로 닫힌 표면을 통과하는 총 자기 플럭스는 0과 같아야 합니다. 즉,
φ=# Bcosθds=0 (5)
자속의 단위는 SI단위계에서는 [베버]이고, CGSM단위계에서는 [맥스웰]이며, 약어 [Mai]는 기호로 Mx로 나타낸다.
1Wb=108Mx (6)
3, 자기장 세기, 투자율 및 암페어 루프 법칙
자기장 세기는 자기장과 전류 사이의 관계 분석을 용이하게 하기 위해 도입된 물리량이며, 또한 벡터이며 H로 표현되며, 자기 유도 세기와의 관계는 다음과 같습니다.
H = B/μ (7)
여기서: μ는 자기 매체의 투자율이며 자기 매체의 특성에 의해 결정됩니다.
동의합니다. SI 단위로 진공의 투과율은 다음과 같습니다.
μ0=4π×10-7 헨리/m(8)
H의 단위는 [암페어/미터]이고, CGSM 단위계에서 진공의 투자율은 1이며, H의 단위는 [Oster]로 [Ao]의 약자입니다. 단위는 기호로 표현됩니다: A는 [암페어], Oe는 [O], H는 [헨리]입니다.
1A/m=4π×10-3 Oe (9)
암페어 루프 법칙: 자기장에서 H 벡터는 임의로 닫힌 곡선을 따릅니다.
시그마의 선적분은 이 닫힌 곡선에 포함된 전류의 대수 합과 같습니다. 즉,
# H×cos ×dl=∑I (10)
여기서: 곡선의 접선 방향과 점의 자기장 방향 사이의 각도입니다.
암페어 루프 법칙을 사용하면 특정 공간 대칭을 가진 전류에 의해 생성되는 자기장을 쉽게 계산할 수 있습니다. 예를 들어, 그림 4와 같이 균일하게 단단히 감긴 원형 솔레노이드 내부의 P 지점에서 자기장 세기를 계산합니다. 점 P를 통과하는 반지름 r의 동심원을 폐적분 곡선으로 취합니다. 대칭 관계로 인해 동심원 주변의 각 지점에서 자기장 세기는 동일하고 자기장 세기의 방향은 동심원의 접선 방향, 즉=0을 따르므로 다음과 같습니다.
# H×코사인×dl=H*2πr=NI (11)
따라서 P 지점의 자기장 세기는 H=NI/ (2πr)입니다.
여기서 N은 권선의 턴 수입니다. 이 관계에서 자기장의 세기는 자기장을 생성하는 전류의 분포에 의해서만 결정되고 자기 매체의 속성과는 아무런 관련이 없음을 알 수 있습니다.