磁通計(jì)如何使用?及它在工程上的應(yīng)用于何處?
其實(shí),磁bai力線是為了描述磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小而提出的一種假設(shè)的“線”。究其起源,是由一個說明磁極之間存在著某種相互作用的實(shí)驗(yàn)得來的。在這個實(shí)驗(yàn)中,人們將一張薄紙放在一塊薄玻璃板(或薄木板)并在紙上撒滿鐵砂,然后在薄板下面放上一塊磁體,輕輕振動薄板,紙張上的鐵砂就呈現(xiàn)出一些曲線的排列。后來證明這種排列關(guān)系與磁力有關(guān),因而就用“磁力線”來描述磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。因而就有你所說的權(quán)威書的定義:“1奧斯特的磁場強(qiáng)度,用穿過單位橫截面(和磁場強(qiáng)度的方向垂直并具有一平方厘米面積的平面)的1根磁力線來表示”。應(yīng)該理解這只是從定性的角度加于說明而已,并非是從定量的角度進(jìn)行的**計(jì)算!其道理與在圖上用相量表示帶方向的物理量一樣,僅僅是定性的說明,真正定量表示時還得用解析式進(jìn)行計(jì)算!
理解定性說明的含義就是為了明確其物理意義,而不是為了**計(jì)算這點(diǎn)很重要。當(dāng)然啦,如果不明確這點(diǎn),就可能會想到“那么0.1根的磁力線如何表示呢?”應(yīng)該說人們研究的初始階段主要從大的方向入手,沒有考慮到磁場強(qiáng)度較小的時候如何表示的。就如人們可以用噸作為重量的單位,但沒有人在一開始就想到:若要表示鉆石的重量怎么辦,后來發(fā)現(xiàn),用噸表示鉆石的重量很麻煩,因而人們又創(chuàng)造出“克拉”這個單位來表示鉆石的重量。同樣道理,當(dāng)時人們沒有想到用小一點(diǎn)的單位來定義磁力線。因而在遇到磁場強(qiáng)度較小的時候再用磁力線進(jìn)行說明就好象“很不**”或“不能表示”了!
其實(shí),
磁通計(jì)還可以通過下面的解釋來做定量的描述的:磁通,是穿過某一截面總的磁感應(yīng)強(qiáng)度總的通量,是磁感應(yīng)強(qiáng)度在某一截面上各點(diǎn)在與該截面相垂直方向上的數(shù)值之和,用Ф表示。它反映的是在某一截面與該截面垂直方向上磁力作用的總量。由于各點(diǎn)的數(shù)值可能不一樣,要求和就得采用積分的方法進(jìn)行,但只要截面的形狀可以用方程表示,各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化規(guī)律也可用方程表示時,這個磁通計(jì)的具體數(shù)值就能夠**計(jì)算。并非你說的“只能用疏密來大概表示一下”的!雖然磁場強(qiáng)度的單位后來,改用國際單位,為安培/米(A/M)=4π*10^-3奧斯特,將0.1根磁力線按照換算關(guān)系進(jìn)行換算,也是能夠**計(jì)算和表示的!這就是定量計(jì)算了。
定義中的“某個面積”并不是“隨意勾畫出的”,而是所需求解的某個面積,是從工程的實(shí)際需要和實(shí)際進(jìn)行定義的。在工程上,經(jīng)常遇到的是磁路,如果從“磁路的角度”(即認(rèn)為磁路中的磁場是均勻的磁場),上面所說的這個面積就是磁路的截面積。在工程實(shí)際中,我們用到磁通的地方都是希望所產(chǎn)生的磁通按照我們的意愿在某個我們設(shè)定的路徑中通過。因此,我們采用磁導(dǎo)率高的稱為“鐵磁材料”的物質(zhì)構(gòu)成磁路。使磁通大部分通過磁路,另外不從磁路通過的磁通很少,工程上又往往將其忽略不計(jì)。因此,這個面積有其實(shí)際的意義。若再進(jìn)一步學(xué)習(xí)《電機(jī)學(xué)》后,就會明白這個道理。
由于我們所研究的磁路可以假設(shè)為磁場是均勻的,從這個角度說,磁感應(yīng)強(qiáng)度對面積積分的計(jì)算就可變成是平均磁感強(qiáng)度與面積乘積的計(jì)算。即:φ=B×S或B=φ/S。因此,人們在磁路中又將磁感應(yīng)強(qiáng)度稱為磁通密度(注意:這是兩個不同的概念,磁感應(yīng)強(qiáng)度通常在不均勻磁場的計(jì)算中使用,而磁通密度則在均勻磁場的計(jì)算中使用)。