หน้าที่ของการเกิดฟลักซ์แม่เหล็กสำหรับ สนามแม่เหล็ก

การไหลของเวกเตอร์เหนี่ยวนำแม่เหล็ก B ผ่านพื้นผิวใดๆ ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นที่เล็กๆ dS ซึ่งภายในเวกเตอร์ B ไม่มีการเปลี่ยนแปลง จะเท่ากับ dФ = ВndS โดยที่ Bn คือเส้นโครงของเวกเตอร์ไปยังเส้นปกติจนถึงพื้นที่ dS ฟลักซ์แม่เหล็ก F ผ่านจุดสุดท้าย... ... ใหญ่ พจนานุกรมสารานุกรม

สนามแม่เหล็ก- (ฟลักซ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก), ฟลักซ์ F ของเวกเตอร์แม่เหล็ก การเหนี่ยวนำ B ถึง k.l. พื้นผิว. M. p. dФ ผ่านพื้นที่ขนาดเล็ก dS ภายในขอบเขตที่เวกเตอร์ B ถือว่าไม่เปลี่ยนแปลง แสดงด้วยผลคูณของขนาดพื้นที่และการฉายภาพ Bn ของเวกเตอร์ลงบน ... ... สารานุกรมกายภาพ

สนามแม่เหล็ก- ปริมาณสเกลาร์เท่ากับฟลักซ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก [GOST R 52002 2003] ฟลักซ์แม่เหล็ก ฟลักซ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กผ่านพื้นผิวตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก ซึ่งกำหนดให้เป็นผลคูณของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ณ จุดที่กำหนดตามพื้นที่... ... คู่มือนักแปลทางเทคนิค

สนามแม่เหล็ก- (สัญลักษณ์ F) การวัดความแรงและขอบเขตของสนามแม่เหล็ก ฟลักซ์ที่ผ่านพื้นที่ A ที่มุมฉากกับสนามแม่เหล็กเดียวกันคือ Ф = mHA โดยที่ m คือความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กของตัวกลาง และ H คือความเข้ม สนามแม่เหล็ก- ความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กคือฟลักซ์... ... พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

สนามแม่เหล็ก- ฟลักซ์ Ф ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (ดู (5)) B ผ่านพื้นผิว S ตั้งฉากกับเวกเตอร์ B ในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ หน่วย SI ของฟลักซ์แม่เหล็ก (ซม.) ... สารานุกรมโพลีเทคนิคขนาดใหญ่

สนามแม่เหล็ก- ค่าที่แสดงถึงเอฟเฟกต์แม่เหล็กบนพื้นผิวที่กำหนด สนามแม่เหล็กวัดจากจำนวนเส้นแรงแม่เหล็กที่ผ่านพื้นผิวที่กำหนด พจนานุกรมเทคนิคการรถไฟ อ. : การคมนาคมของรัฐ... ... พจนานุกรมเทคนิคการรถไฟ

สนามแม่เหล็ก- ปริมาณสเกลาร์เท่ากับฟลักซ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก... ที่มา: วิศวกรรมไฟฟ้า ข้อกำหนดและคำจำกัดความของแนวคิดพื้นฐาน GOST R 52002 2003 (อนุมัติโดยมติมาตรฐานแห่งรัฐของสหพันธรัฐรัสเซียลงวันที่ 01/09/2546 N 3 ข้อ) ... คำศัพท์ที่เป็นทางการ

สนามแม่เหล็ก- ฟลักซ์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B ผ่านพื้นผิวใดๆ ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นที่เล็กๆ dS ซึ่งภายในเวกเตอร์ B ไม่มีการเปลี่ยนแปลง จะเท่ากับ dФ = BndS โดยที่ Bn คือเส้นโครงของเวกเตอร์ไปยังเส้นปกติจนถึงพื้นที่ dS ฟลักซ์แม่เหล็ก F ผ่านจุดสุดท้าย... ... พจนานุกรมสารานุกรม

สนามแม่เหล็ก- , ฟลักซ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กคือฟลักซ์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กผ่านพื้นผิวใดๆ สำหรับพื้นผิวปิด ฟลักซ์แม่เหล็กทั้งหมดจะเป็นศูนย์ ซึ่งสะท้อนถึงลักษณะโซลินอยด์ของสนามแม่เหล็ก กล่าวคือ ไม่มีอยู่ในธรรมชาติ... พจนานุกรมสารานุกรมโลหะวิทยา

สนามแม่เหล็ก- 12. ฟลักซ์แม่เหล็ก ฟลักซ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ที่มา: GOST 19880 74: วิศวกรรมไฟฟ้า แนวคิดพื้นฐาน. ข้อกำหนดและคำจำกัดความ เอกสารต้นฉบับ 12 แม่เหล็กบน ... หนังสืออ้างอิงพจนานุกรมเกี่ยวกับเอกสารเชิงบรรทัดฐานและทางเทคนิค

หนังสือ

• , Mitkevich V.F. หนังสือเล่มนี้มีจำนวนมากที่ไม่ได้ให้ความสนใจเสมอไปเมื่อใด เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับสนามแม่เหล็ก และที่ยังระบุไม่ชัดเจนเพียงพอหรือไม่... ซื้อในราคา 2252 UAH (ยูเครนเท่านั้น)
• ฟลักซ์แม่เหล็กและการเปลี่ยนแปลงของมัน Mitkevich V.F.. หนังสือเล่มนี้จะผลิตตามคำสั่งซื้อของคุณโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ตามต้องการ หนังสือเล่มนี้มีสิ่งต่างๆ มากมายที่ไม่ได้รับความสนใจเสมอไปเมื่อพูดถึง...

ฟลักซ์แม่เหล็ก (ฟลักซ์ของเส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็ก) ผ่านเส้นขอบเป็นตัวเลขเท่ากับผลคูณของขนาดของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กโดยพื้นที่ที่ถูกจำกัดโดยเส้นขอบและโคไซน์ของมุมระหว่างทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กกับเส้นปกติกับพื้นผิวที่ถูกจำกัดโดยเส้นขอบนี้

สูตรการทำงานของแรงแอมแปร์เมื่อตัวนำตรงเคลื่อนที่ด้วย กระแสตรงในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ

ดังนั้นงานที่ทำโดยแรงของแอมแปร์สามารถแสดงในรูปของกระแสในตัวนำที่เคลื่อนที่และการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กผ่านวงจรที่เชื่อมต่อตัวนำนี้:

ตัวเหนี่ยวนำลูป

ตัวเหนี่ยวนำ - ทางกายภาพ ค่าเป็นตัวเลขเท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำตัวเองที่เกิดขึ้นในวงจรเมื่อกระแสเปลี่ยนแปลง 1 แอมแปร์ใน 1 วินาที
ความเหนี่ยวนำสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร:

โดยที่ Ф คือฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านวงจร I คือความแรงของกระแสในวงจร

หน่วย SI ของการเหนี่ยวนำ:

พลังงานสนามแม่เหล็ก

สนามแม่เหล็กมีพลังงาน เช่นเดียวกับตัวเก็บประจุที่มีประจุมีประจุสำรอง พลังงานไฟฟ้าในขดลวดที่กระแสไหลผ่านจะมีพลังงานแม่เหล็กสำรองอยู่

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า.

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า - ปรากฏการณ์การเกิดกระแสไฟฟ้าในวงจรปิดเมื่อฟลักซ์แม่เหล็กไหลผ่านมีการเปลี่ยนแปลง

การทดลองของฟาราเดย์ คำอธิบายของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

ถ้าคุณเสนอ. แม่เหล็กถาวรกับขดลวดหรือในทางกลับกัน (รูปที่ 3.1) จากนั้นกระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในขดลวด สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับขดลวดสองขดลวดที่มีระยะห่างใกล้เคียงกัน: หากแหล่งกำเนิดกระแสสลับเชื่อมต่อกับขดลวดตัวใดตัวหนึ่ง กระแสสลับก็จะปรากฏในอีกขดลวดหนึ่งด้วย แต่ผลกระทบนี้จะแสดงออกมาได้ดีที่สุดหากขดลวดทั้งสองเชื่อมต่อกับแกนกลาง

ตามคำจำกัดความของฟาราเดย์ การทดลองเหล่านี้มีสิ่งที่เหมือนกันดังต่อไปนี้: หากฟลักซ์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำที่เจาะเข้าไปในวงจรปิดและดำเนินการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในวงจร

ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า และปัจจุบันก็คือ การเหนี่ยวนำ ในกรณีนี้ ปรากฏการณ์นี้ไม่ขึ้นอยู่กับวิธีการเปลี่ยนฟลักซ์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กโดยสิ้นเชิง

สูตรแรงเคลื่อนไฟฟ้า การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ในวงรอบปิดจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กผ่านพื้นที่ที่ถูกจำกัดโดยวงนี้

กฎของเลนซ์

กฎของเลนซ์

กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในวงจรปิดที่มีสนามแม่เหล็กจะต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า

การอุปถัมภ์ตนเอง คำอธิบายของมัน

การเหนี่ยวนำตนเอง- ปรากฏการณ์การเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในวงจรไฟฟ้าอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงความแรงของกระแสไฟฟ้า

การปิดวงจร
เมื่อมีการลัดวงจรในวงจรไฟฟ้า กระแสจะเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กในขดลวดเพิ่มขึ้น และสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนจะปรากฏขึ้น พุ่งตรงต่อกระแส กล่าวคือ แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำตัวเองเกิดขึ้นในขดลวด ป้องกันไม่ให้กระแสเพิ่มขึ้นในวงจร (สนามกระแสน้ำวนยับยั้งอิเล็กตรอน)
เป็นผลให้ L1 สว่างขึ้นช้ากว่า L2

วงจรเปิด
เมื่อเปิดวงจรไฟฟ้ากระแสจะลดลงฟลักซ์ในขดลวดลดลงและสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนจะปรากฏขึ้นทิศทางเหมือนกระแส (พยายามรักษาความแรงของกระแสไฟฟ้าเท่าเดิม) เช่น แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดจากตัวเองเกิดขึ้นในขดลวดเพื่อรักษากระแสในวงจร
ด้วยเหตุนี้ L จะกะพริบสว่างเมื่อปิดเครื่อง

ในทางวิศวกรรมไฟฟ้า ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำตัวเองจะเกิดขึ้นเมื่อวงจรถูกปิด (กระแสไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นทีละน้อย) และเมื่อวงจรถูกเปิด (กระแสไฟฟ้าจะไม่หายไปทันที)

สูตรแรงเคลื่อนไฟฟ้า การเหนี่ยวนำตนเอง

แรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำในตัวจะป้องกันไม่ให้กระแสเพิ่มขึ้นเมื่อวงจรเปิดอยู่ และกระแสไม่ลดลงเมื่อวงจรถูกเปิด

บทบัญญัติที่หนึ่งและที่สองของทฤษฎี สนามแม่เหล็กไฟฟ้าแม็กซ์เวลล์.

1. สนามไฟฟ้าที่ถูกแทนที่จะสร้างสนามแม่เหล็กกระแสน้ำวน แมกซ์เวลล์ตั้งชื่อสนามไฟฟ้ากระแสสลับเพราะมันสร้างสนามแม่เหล็กเช่นเดียวกับกระแสไฟฟ้าทั่วไป สนามแม่เหล็กกระแสน้ำวนถูกสร้างขึ้นทั้งจากกระแสการนำ Ipr (ประจุไฟฟ้าที่กำลังเคลื่อนที่) และกระแสการเคลื่อนที่ (สนามไฟฟ้าที่ถูกย้าย E)

สมการแรกของแมกซ์เวลล์

2. สนามแม่เหล็กที่ถูกแทนที่จะสร้างสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวน (กฎพื้นฐานของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า)

สมการที่สองของแมกซ์เวลล์:

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า, รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า- การรบกวน (การเปลี่ยนแปลงสถานะ) ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายในอวกาศ

3.1. คลื่น - สิ่งเหล่านี้คือการสั่นสะเทือนที่แพร่กระจายในอวกาศเมื่อเวลาผ่านไป
คลื่นกลสามารถแพร่กระจายได้เฉพาะในตัวกลาง (สารบางชนิด): ในก๊าซ ในของเหลว ในของแข็ง แหล่งกำเนิดของคลื่นคือการสั่นของวัตถุที่สร้างความผิดปกติของสิ่งแวดล้อมในพื้นที่โดยรอบ เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการปรากฏตัวของคลื่นยืดหยุ่นคือลักษณะที่ปรากฏในช่วงเวลาที่ถูกรบกวนของแรงตัวกลางที่ขัดขวางโดยเฉพาะอย่างยิ่งความยืดหยุ่น พวกมันมีแนวโน้มที่จะนำอนุภาคข้างเคียงเข้ามาใกล้กันมากขึ้นเมื่อพวกมันเคลื่อนที่ออกจากกัน และผลักพวกมันออกจากกันเมื่อพวกมันเข้าใกล้กัน แรงยืดหยุ่นซึ่งกระทำต่ออนุภาคที่อยู่ห่างไกลจากแหล่งกำเนิดการรบกวน เริ่มที่จะเหวี่ยงพวกมันออกจากสมดุล คลื่นตามยาว ลักษณะเฉพาะของตัวกลางที่เป็นก๊าซและของเหลวเท่านั้น แต่ ขวาง– รวมถึงของแข็งด้วย: เหตุผลก็คืออนุภาคที่ประกอบเป็นสื่อเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ เนื่องจากไม่ได้ยึดติดอย่างแน่นหนา ไม่เหมือนของแข็ง ดังนั้นโดยพื้นฐานแล้วการสั่นสะเทือนตามขวางจึงเป็นไปไม่ได้

คลื่นตามยาวเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคของตัวกลางแกว่งไปแกว่งมาตามแนวเวกเตอร์การแพร่กระจายของการรบกวน คลื่นตามขวางแพร่กระจายไปในทิศทางที่ตั้งฉากกับเวกเตอร์การกระแทก กล่าวโดยย่อ: ถ้าในตัวกลาง การเสียรูปที่เกิดจากการรบกวนแสดงออกมาในรูปแบบของแรงเฉือน การยืด และการบีบอัด เรากำลังพูดถึงวัตถุที่มั่นคงซึ่งเป็นไปได้ทั้งคลื่นตามยาวและตามขวาง หากการเปลี่ยนแปลงเป็นไปไม่ได้ สภาพแวดล้อมก็สามารถเกิดขึ้นได้

แต่ละคลื่นเดินทางด้วยความเร็วที่แน่นอน ภายใต้ ความเร็วคลื่น เข้าใจความเร็วของการแพร่กระจายของสัญญาณรบกวน เนื่องจากความเร็วของคลื่นเป็นค่าคงที่ (สำหรับตัวกลางที่กำหนด) ระยะทางที่คลื่นเดินทางจะเท่ากับผลคูณของความเร็วและเวลาในการแพร่กระจาย ดังนั้น ในการค้นหาความยาวคลื่น คุณต้องคูณความเร็วของคลื่นด้วยคาบของการสั่นในนั้น:

ความยาวคลื่น - ระยะห่างระหว่างจุดสองจุดที่อยู่ใกล้กันที่สุดในอวกาศ โดยการสั่นสะเทือนเกิดขึ้นในเฟสเดียวกัน ความยาวคลื่นสอดคล้องกับคาบเชิงพื้นที่ของคลื่น นั่นคือระยะทางที่จุดที่มีเฟสคงที่ “เคลื่อนที่” ในช่วงเวลาหนึ่งเท่ากับคาบการสั่น ดังนั้น

หมายเลขคลื่น(หรือเรียกอีกอย่างว่า ความถี่เชิงพื้นที่) คืออัตราส่วน 2 π เรเดียนถึงความยาวคลื่น: อะนาล็อกเชิงพื้นที่ของความถี่วงกลม

คำนิยาม: หมายเลขคลื่น k คืออัตราการเติบโตของเฟสคลื่น φ โดยพิกัดเชิงพื้นที่

3.2. คลื่นเครื่องบิน - คลื่นที่ส่วนหน้าเป็นรูประนาบ

ด้านหน้าของคลื่นระนาบมีขนาดไม่จำกัด เวกเตอร์ความเร็วเฟสตั้งฉากกับด้านหน้า คลื่นระนาบเป็นวิธีแก้ปัญหาเฉพาะของสมการคลื่นและเป็นแบบจำลองที่สะดวก คลื่นดังกล่าวไม่มีอยู่ในธรรมชาติ เนื่องจากส่วนหน้าของคลื่นระนาบเริ่มต้นที่และสิ้นสุดที่ ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่มีอยู่จริง

สมการของคลื่นใดๆ เป็นวิธีแก้สมการเชิงอนุพันธ์ที่เรียกว่าสมการคลื่น สมการคลื่นสำหรับฟังก์ชันเขียนเป็น:

ที่ไหน

· - ตัวดำเนินการลาปลาซ;

· - ฟังก์ชั่นที่ต้องการ;

· - รัศมีของเวกเตอร์ของจุดที่ต้องการ

· - ความเร็วคลื่น;

· - เวลา.

พื้นผิวคลื่น - ตำแหน่งทางเรขาคณิตของจุดที่ประสบการรบกวนของพิกัดทั่วไปในระยะเดียวกัน กรณีพิเศษของพื้นผิวคลื่นคือหน้าคลื่น

ก) คลื่นเครื่องบิน เป็นคลื่นที่มีพื้นผิวเป็นชุดของระนาบขนานกัน

ข) คลื่นทรงกลม เป็นคลื่นที่มีพื้นผิวเป็นคลื่นรวมตัวกันเป็นทรงกลมมีศูนย์กลางร่วมกัน

เรย์- เส้นปกติและพื้นผิวคลื่น ทิศทางการแพร่กระจายของคลื่นหมายถึงทิศทางของรังสี หากตัวกลางการแพร่กระจายคลื่นเป็นเนื้อเดียวกันและเป็นไอโซโทรปิก รังสีจะเป็นเส้นตรง (และหากคลื่นเป็นระนาบ รังสีเหล่านั้นก็จะเป็นเส้นตรงขนานกัน)

แนวคิดเรื่องรังสีในฟิสิกส์มักใช้เฉพาะในทัศนศาสตร์เรขาคณิตและเสียงเท่านั้น เนื่องจากเมื่อเกิดผลกระทบที่ไม่ได้ศึกษาในทิศทางเหล่านี้ ความหมายของแนวคิดเรื่องรังสีก็จะหายไป

3.3. ลักษณะพลังงานของคลื่น

ตัวกลางที่คลื่นแพร่กระจายนั้นมีพลังงานกล ซึ่งเป็นผลรวมของพลังงานของการเคลื่อนที่แบบสั่นของอนุภาคทั้งหมด พลังงานของอนุภาคหนึ่งที่มีมวล m 0 พบได้จากสูตร: E 0 = m 0 Α 2ω 2/2. ตัวกลางมีหน่วยปริมาตรประกอบด้วย n = พี/m 0 อนุภาค (ρ - ความหนาแน่นของตัวกลาง) ดังนั้น หน่วยปริมาตรของตัวกลางจึงมีพลังงาน w р = nЕ 0 = ρ Α 2ω 2 /2.

ความหนาแน่นของพลังงานตามปริมาตร(W р) - พลังงานของการเคลื่อนที่แบบสั่นสะเทือนของอนุภาคของตัวกลางที่อยู่ในหน่วยปริมาตร:

การไหลของพลังงาน(F) - ค่าเท่ากับพลังงานที่ถ่ายโอนโดยคลื่นผ่านพื้นผิวที่กำหนดต่อหน่วยเวลา:

ความเข้มของคลื่นหรือความหนาแน่นของฟลักซ์พลังงาน(I) - ค่าเท่ากับการไหลของพลังงานที่ถ่ายโอนโดยคลื่นผ่านพื้นที่หน่วยที่ตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจายของคลื่น:

3.4. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า- กระบวนการแพร่กระจายของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในอวกาศ

สภาพที่เกิดขึ้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นเมื่อความแรงของกระแสในตัวนำเปลี่ยนแปลง และความแรงของกระแสในตัวนำเปลี่ยนไปเมื่อความเร็วการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าในนั้นเปลี่ยนแปลงไป เช่น เมื่อประจุเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง ดังนั้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะต้องเกิดขึ้นเมื่อ การเคลื่อนไหวแบบเร่งค่าไฟฟ้า เมื่อความเร็วการชาร์จเป็นศูนย์ จะมีเพียงสนามไฟฟ้าเท่านั้น ที่ความเร็วประจุคงที่ จะเกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้น เมื่อประจุเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งแพร่กระจายไปในอวกาศด้วยความเร็วจำกัด

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายในสสารด้วยความเร็วจำกัด โดยที่ ε และ μ คือค่าซึมผ่านของฉนวนและแม่เหล็กของสาร ε 0 และ μ 0 คือค่าคงที่ทางไฟฟ้าและแม่เหล็ก: ε 0 = 8.85419·10 –12 F/m, μ 0 = 1.25664·10 –6 H/m

ความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสุญญากาศ (ε = μ = 1):

ลักษณะสำคัญโดยทั่วไปรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าถือเป็นความถี่ ความยาวคลื่น และโพลาไรซ์ ความยาวคลื่นขึ้นอยู่กับความเร็วของการแพร่กระจายของรังสี ความเร็วของกลุ่มการแพร่กระจายของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในสุญญากาศเท่ากับความเร็วแสง ในสื่ออื่น ความเร็วนี้จะน้อยกว่า

การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้ามักแบ่งออกเป็นช่วงความถี่ (ดูตาราง) ไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่คมชัดระหว่างช่วงต่างๆ บางครั้งอาจทับซ้อนกันและขอบเขตระหว่างช่วงต่างๆ นั้นไม่แน่นอน เนื่องจากความเร็วของการแพร่กระจายรังสีมีค่าคงที่ ความถี่ของการแกว่งจึงสัมพันธ์กับความยาวคลื่นในสุญญากาศอย่างเคร่งครัด

การรบกวนของคลื่น คลื่นที่สอดคล้องกัน เงื่อนไขสำหรับการเชื่อมโยงกันของคลื่น

ความยาวเส้นทางแสง (OPL) ของแสง ความสัมพันธ์ระหว่างส่วนต่าง o.d.p. คลื่นที่มีความแตกต่างในระยะของการแกว่งที่เกิดจากคลื่น

แอมพลิจูดของการแกว่งที่เกิดขึ้นเมื่อมีคลื่นสองลูกมารบกวน เงื่อนไขสำหรับแอมพลิจูดสูงสุดและต่ำสุดระหว่างการรบกวนของคลื่นสองลูก

ขอบสัญญาณรบกวนและรูปแบบสัญญาณรบกวนบนหน้าจอแบนเมื่อได้รับแสงสว่างจากช่องแคบยาวขนานกันสองช่อง: a) แสงสีแดง b) แสงสีขาว

1) การรบกวนของคลื่น- การซ้อนทับของคลื่นซึ่งมีการขยายร่วมกันซึ่งมีความเสถียรเมื่อเวลาผ่านไปเกิดขึ้นในบางจุดในอวกาศและอ่อนลงที่จุดอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างเฟสของคลื่นเหล่านี้

เงื่อนไขที่จำเป็น เพื่อสังเกตการรบกวน:

1) คลื่นจะต้องมีความถี่เท่ากัน (หรือใกล้เคียง) เพื่อให้ภาพที่เกิดจากการทับซ้อนของคลื่นไม่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา (หรือไม่เปลี่ยนแปลงเร็วมากเพื่อให้สามารถบันทึกได้ทันเวลา)

2) คลื่นต้องเป็นทิศทางเดียว (หรือมีทิศทางคล้ายกัน) คลื่นไซน์ตั้งฉากสองอันจะไม่รบกวนกัน (ลองเพิ่มคลื่นไซน์ตั้งฉากสองอัน!) กล่าวอีกนัยหนึ่ง คลื่นที่ถูกเพิ่มจะต้องมีเวกเตอร์คลื่นที่เหมือนกัน (หรือเวกเตอร์ที่มีทิศทางใกล้เคียงกัน)

คลื่นที่ตรงตามเงื่อนไขทั้งสองนี้เรียกว่า สอดคล้องกัน- บางครั้งเรียกว่าเงื่อนไขแรก การเชื่อมโยงกันชั่วคราว, ที่สอง - การเชื่อมโยงกันเชิงพื้นที่.

ให้เราพิจารณาผลลัพธ์ของการเพิ่มไซนัสอยด์ทิศทางเดียวที่เหมือนกันสองตัวเป็นตัวอย่าง เราจะเปลี่ยนแปลงเฉพาะกะสัมพันธ์กันเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราเพิ่มคลื่นที่สอดคล้องกันสองคลื่นที่แตกต่างกันเฉพาะในระยะเริ่มต้นเท่านั้น (แหล่งที่มาของคลื่นทั้งสองจะถูกเลื่อนโดยสัมพันธ์กัน หรือทั้งสองอย่าง)

ถ้าไซนัสอยด์อยู่ในตำแหน่งที่จุดสูงสุด (และต่ำสุด) ตรงกันในอวกาศ ไซนัสอยด์เหล่านั้นจะถูกขยายร่วมกัน

ถ้าไซนัสอยด์เลื่อนสัมพันธ์กันประมาณครึ่งคาบ ค่าสูงสุดของค่าหนึ่งจะตกอยู่ที่ค่าต่ำสุดของอีกค่าหนึ่ง ไซนัสอยด์จะทำลายซึ่งกันและกันนั่นคือความอ่อนแอซึ่งกันและกันจะเกิดขึ้น

ในทางคณิตศาสตร์จะมีลักษณะเช่นนี้ เพิ่มสองคลื่น:

ที่นี่ x1และ x2- ระยะทางจากแหล่งกำเนิดคลื่นไปยังจุดในอวกาศที่เราสังเกตผลลัพธ์ของการซ้อนทับ แอมพลิจูดกำลังสองของคลื่นผลลัพธ์ (สัดส่วนกับความเข้มของคลื่น) กำหนดโดย:

ค่าสูงสุดของนิพจน์นี้คือ 4เอ 2, ขั้นต่ำ - 0; ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความแตกต่างในระยะเริ่มต้นและสิ่งที่เรียกว่าความแตกต่างของเส้นทางคลื่น :

เมื่อถึงจุดที่กำหนดในอวกาศ การรบกวนสูงสุดจะถูกสังเกต และเมื่อ - การรบกวนขั้นต่ำ

ในตัวเรา ตัวอย่างง่ายๆแหล่งกำเนิดของคลื่นและจุดในอวกาศที่เราสังเกตการรบกวนนั้นอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน ตามเส้นตรงนี้รูปแบบการรบกวนจะเหมือนกันทุกจุด หากเราย้ายจุดสังเกตออกจากเส้นตรงที่เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิด เราจะพบว่าตัวเองอยู่ในพื้นที่ที่รูปแบบการรบกวนเปลี่ยนจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ในกรณีนี้ เราจะสังเกตการรบกวนของคลื่นที่มีความถี่เท่ากันและเวกเตอร์คลื่นใกล้เคียง

2)1. ความยาวเส้นทางแสงเป็นผลคูณของความยาวเรขาคณิต d ของเส้นทางของคลื่นแสงในตัวกลางที่กำหนดและดัชนีการหักเหสัมบูรณ์ของตัวกลาง n นี้

2. ความแตกต่างของเฟสของคลื่นที่ต่อเนื่องกันสองคลื่นจากแหล่งหนึ่ง โดยคลื่นหนึ่งเคลื่อนที่ตามความยาวเส้นทางในตัวกลางที่มีดัชนีการหักเหของแสงสัมบูรณ์ และอีกคลื่นหนึ่งคือความยาวเส้นทางในตัวกลางที่มีดัชนีการหักเหของแสงสัมบูรณ์:

โดยที่ , , lah คือความยาวคลื่นของแสงในสุญญากาศ

3) แอมพลิจูดของการแกว่งที่เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่กับปริมาณที่เรียก ความแตกต่างของจังหวะคลื่น

หากผลต่างของเส้นทางเท่ากับจำนวนเต็มของคลื่น คลื่นจะมาถึงจุดในเฟส เมื่อเพิ่มเข้าไป คลื่นจะเสริมกำลังซึ่งกันและกันและทำให้เกิดการสั่นโดยมีแอมพลิจูดเป็นสองเท่า

ถ้าผลต่างของเส้นทางเท่ากับจำนวนครึ่งคลื่นเป็นเลขคี่ คลื่นจะมาถึงจุด A ในแอนติเฟส ในกรณีนี้จะยกเลิกซึ่งกันและกัน แอมพลิจูดของการแกว่งที่เกิดขึ้นจะเป็นศูนย์

ที่จุดอื่นๆ ในอวกาศ จะสังเกตเห็นการเสริมกำลังหรืออ่อนตัวของคลื่นที่เกิดขึ้นบางส่วน

4) ประสบการณ์ของจุง

ในปี ค.ศ. 1802 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ โทมัส ยังได้ทำการทดลองโดยสังเกตการรบกวนของแสง แสงจากช่องว่างแคบๆ สตกลงไปบนหน้าจอที่มีรอยกรีดสองช่องที่เว้นระยะห่างกันอย่างใกล้ชิด ส 1และ เอส 2- เมื่อผ่านแต่ละช่อง ลำแสงก็ขยายออก และบนหน้าจอสีขาวก็มีลำแสงส่องผ่านช่องนั้น ส 1และ เอส 2, คาบเกี่ยวกัน. ในบริเวณที่ลำแสงซ้อนทับกัน จะสังเกตเห็นรูปแบบการรบกวนในรูปแบบของแถบแสงสลับและแถบสีเข้ม

การใช้การรบกวนของแสงจากแหล่งกำเนิดแสงทั่วไป

การรบกวนของแสงบนฟิล์มบาง สภาวะสำหรับการรบกวนสูงสุดและต่ำสุดของแสงบนแผ่นฟิล์มในแสงสะท้อนและแสงที่ส่องผ่าน

ขอบสัญญาณรบกวนที่มีความหนาเท่ากัน และขอบสัญญาณรบกวนที่มีความเอียงเท่ากัน

1) ปรากฏการณ์ของการรบกวนถูกพบในชั้นบาง ๆ ของของเหลวที่ไม่สามารถผสมกันได้ (น้ำมันก๊าดหรือน้ำมันบนผิวน้ำ) ใน ฟองสบู่,น้ำมันเบนซิน,บนปีกผีเสื้อ,สีหมองเป็นต้น

2) การรบกวนเกิดขึ้นเมื่อลำแสงเริ่มแรกแยกออกเป็นสองลำแสงขณะที่มันผ่านฟิล์มบางๆ เช่น ฟิล์มที่ทาบนพื้นผิวของเลนส์ของเลนส์ที่เคลือบ รังสีของแสงที่ผ่านฟิล์มที่มีความหนาจะสะท้อนสองครั้ง - จากพื้นผิวด้านในและด้านนอก รังสีที่สะท้อนจะมีเฟสต่างเฟสคงที่เท่ากับสองเท่าของความหนาของฟิล์ม ทำให้รังสีมีความสอดคล้องและรบกวนกัน การดับรังสีโดยสมบูรณ์จะเกิดขึ้นที่ ความยาวคลื่น โดยที่ ถ้า นาโนเมตร ดังนั้นความหนาของฟิล์มคือ 550:4 = 137.5 นาโนเมตร

คำนิยาม

ฟลักซ์เวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก(หรือฟลักซ์แม่เหล็ก) (dФ) ในกรณีทั่วไป ผ่านพื้นที่เบื้องต้นเรียกว่าสเกลาร์ ปริมาณทางกายภาพซึ่งเท่ากับ:

โดยที่คือมุมระหว่างทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก () และทิศทางของเวกเตอร์ปกติ () ไปยังพื้นที่ dS ()

ตามสูตร (1) ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นผิว S ใดๆ จะถูกคำนวณ (ในกรณีทั่วไป) เป็น:

ฟลักซ์แม่เหล็กของสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอผ่านพื้นผิวเรียบสามารถพบได้ดังนี้:

สำหรับสนามสม่ำเสมอ ซึ่งเป็นพื้นผิวเรียบที่ตั้งฉากกับเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ฟลักซ์แม่เหล็กจะเท่ากับ:

ฟลักซ์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กอาจเป็นค่าลบและบวกได้ นี่เป็นเพราะการเลือกทิศทางเชิงบวก บ่อยครั้งที่ฟลักซ์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กสัมพันธ์กับวงจรที่กระแสไหลผ่าน ในกรณีนี้ ทิศทางบวกของเส้นตั้งฉากกับเส้นชั้นความสูงสัมพันธ์กับทิศทางการไหลของกระแสตามกฎของสว่านที่ถูกต้อง จากนั้นฟลักซ์แม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยวงจรนำกระแสผ่านพื้นผิวที่ล้อมรอบด้วยวงจรนี้จะมากกว่าศูนย์เสมอ

หน่วยของฟลักซ์แม่เหล็กในระบบหน่วยสากล (SI) คือเวเบอร์ (Wb) สามารถใช้สูตร (4) เพื่อกำหนดหน่วยวัดฟลักซ์แม่เหล็กได้ เวเบอร์ 1 ตัวเป็นฟลักซ์แม่เหล็กที่ไหลผ่านพื้นผิวเรียบโดยมีพื้นที่ 1 ตารางเมตรวางตั้งฉากกับเส้นแรงของสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ:

ทฤษฎีบทของเกาส์สำหรับสนามแม่เหล็ก

ทฤษฎีบทของเกาส์สำหรับฟลักซ์ของสนามแม่เหล็กสะท้อนความจริงที่ว่าไม่มีประจุแม่เหล็ก ซึ่งเป็นเหตุให้เส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กปิดหรือไปที่อนันต์เสมอ

ทฤษฎีบทของเกาส์สำหรับฟลักซ์แม่เหล็กมีสูตรดังนี้ ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นผิวปิดใดๆ (S) มีค่าเท่ากับศูนย์ ในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ ทฤษฎีบทนี้เขียนได้ดังนี้

ปรากฎว่าทฤษฎีบทของเกาส์สำหรับฟลักซ์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก () และความแรงของสนามไฟฟ้าสถิต () ผ่านพื้นผิวปิดนั้นแตกต่างกันโดยพื้นฐาน

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ออกกำลังกาย	คำนวณฟลักซ์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กผ่านโซลินอยด์ที่มีการหมุน N, ความยาวแกนกลาง l, พื้นที่หน้าตัด S, ความสามารถในการซึมผ่านของแกนกลางแม่เหล็ก กระแสที่ไหลผ่านโซลินอยด์มีค่าเท่ากับ I
สารละลาย	ภายในโซลินอยด์ สนามแม่เหล็กถือว่าสม่ำเสมอ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กสามารถหาได้ง่ายโดยใช้ทฤษฎีบทเกี่ยวกับการไหลเวียนของสนามแม่เหล็กและเลือกรูปทรงสี่เหลี่ยมเป็นวงปิด (การไหลเวียนของเวกเตอร์ตามที่เราจะพิจารณา (L)) (ซึ่งจะครอบคลุม N รอบทั้งหมด) จากนั้นเราเขียน (เราคำนึงว่านอกโซลินอยด์สนามแม่เหล็กเป็นศูนย์นอกจากนี้โดยที่รูปร่าง L ตั้งฉากกับเส้นของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B = 0): ในกรณีนี้ฟลักซ์แม่เหล็กผ่านโซลินอยด์หนึ่งรอบจะเท่ากับ (): ฟลักซ์รวมของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่ผ่านทุกรอบ:
คำตอบ

ตัวอย่างที่ 2

ออกกำลังกาย	สิ่งที่จะเป็นฟลักซ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กผ่านกรอบสี่เหลี่ยมซึ่งอยู่ในสุญญากาศในระนาบเดียวกับตัวนำตรงที่ยาวไม่ จำกัด พร้อมกระแสไฟฟ้า (รูปที่ 1) โครงทั้งสองด้านขนานกับเส้นลวด ความยาวของด้านของกรอบคือ b ระยะห่างจากด้านหนึ่งของกรอบคือ c
สารละลาย	นิพจน์ที่เราสามารถระบุการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กจะได้รับการพิจารณา (ดูตัวอย่างที่ 1 ของส่วน "หน่วยวัดการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก"):

ในบรรดาคำจำกัดความและแนวคิดมากมายที่เกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็ก ควรกล่าวถึงเป็นพิเศษเกี่ยวกับฟลักซ์แม่เหล็กซึ่งมีทิศทางที่แน่นอน คุณสมบัตินี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านอิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมไฟฟ้า ในการออกแบบเครื่องมือและอุปกรณ์ตลอดจนการคำนวณวงจรต่างๆ

แนวคิดเรื่องฟลักซ์แม่เหล็ก

ก่อนอื่น จำเป็นต้องสร้างสิ่งที่เรียกว่าฟลักซ์แม่เหล็กให้แน่ชัด ควรพิจารณาค่านี้ร่วมกับสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ เป็นเนื้อเดียวกันทุกจุดในพื้นที่ที่กำหนด พื้นผิวบางจุดที่มีพื้นที่ที่กำหนดด้วยสัญลักษณ์ S จะได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็ก เส้นสนามจะกระทำบนพื้นผิวนี้และตัดกัน

ดังนั้นฟลักซ์แม่เหล็ก Ф ที่ตัดผ่านพื้นผิวด้วยพื้นที่ S ประกอบด้วยเส้นจำนวนหนึ่งที่ตรงกับเวกเตอร์ B และผ่านพื้นผิวนี้

พารามิเตอร์นี้สามารถค้นหาและแสดงในรูปแบบของสูตร Ф = BS cos α โดยที่ α คือมุมระหว่างทิศทางปกติกับพื้นผิว S และเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B จากสูตรนี้ เป็นไปได้ที่จะกำหนด ฟลักซ์แม่เหล็กที่มีค่าสูงสุดซึ่ง cos α = 1 และตำแหน่งของเวกเตอร์ B จะขนานกับตั้งฉากปกติกับพื้นผิว S และในทางกลับกัน ฟลักซ์แม่เหล็กจะมีน้อยที่สุดหากเวกเตอร์ B อยู่ในแนวตั้งฉากกับ ปกติ.

ในเวอร์ชันนี้ เส้นเวกเตอร์เพียงเลื่อนไปตามระนาบและไม่ได้ตัดกัน นั่นคือฟลักซ์จะถูกนำมาพิจารณาตามเส้นของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่ตัดกับพื้นผิวเฉพาะเท่านั้น

ในการค้นหาค่านี้ ให้ใช้เวเบอร์หรือโวลต์-วินาที (1 Wb = 1 V x 1 s) พารามิเตอร์นี้สามารถวัดได้ในหน่วยอื่น ค่าที่น้อยกว่าคือ Maxwell ซึ่งก็คือ 1 Wb = 10 8 μs หรือ 1 μs = 10 -8 Wb

พลังงานสนามแม่เหล็กและฟลักซ์แม่เหล็ก

หากกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำ จะเกิดสนามแม่เหล็กที่มีพลังงานล้อมรอบตัวนำนั้น ต้นกำเนิดของมันเกี่ยวข้องกับพลังงานไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดปัจจุบัน ซึ่งถูกใช้ไปบางส่วนเพื่อเอาชนะแรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำตัวเองที่เกิดขึ้นในวงจร นี่คือสิ่งที่เรียกว่าพลังงานตนเองของกระแสเนื่องจากมันถูกสร้างขึ้น นั่นคือสนามและพลังงานในปัจจุบันจะเท่ากัน

ค่าพลังงานของกระแสไฟแสดงโดยสูตร W = (L x I 2)/2 คำจำกัดความนี้ถือว่าเท่ากับงานที่ทำโดยแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่เอาชนะการเหนี่ยวนำได้ นั่นคือแรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำตัวเองและสร้างกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟฟ้าหยุดทำงาน พลังงานของสนามแม่เหล็กจะไม่หายไปอย่างไร้ร่องรอย แต่จะถูกปล่อยออกมา เช่น ในรูปของส่วนโค้งหรือประกายไฟ

ฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดขึ้นในสนามเรียกอีกอย่างว่าฟลักซ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่มีค่าบวกหรือลบ ซึ่งมีทิศทางที่กำหนดโดยเวกเตอร์ตามอัตภาพ ตามกฎแล้วการไหลนี้จะผ่านวงจรที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ด้วยทิศทางบวกของเส้นปกติสัมพันธ์กับรูปร่าง ทิศทางของการเคลื่อนที่ของกระแสจะเป็นค่าที่กำหนดตาม ในกรณีนี้ฟลักซ์แม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยวงจรด้วย ไฟฟ้าช็อตและเมื่อผ่านเส้นขอบนี้ จะมีค่ามากกว่าศูนย์เสมอ การวัดผลในทางปฏิบัติยังระบุสิ่งนี้ด้วย

โดยปกติแล้วฟลักซ์แม่เหล็กจะวัดเป็นหน่วยที่กำหนดโดยระบบ SI สากล นี่คือ Weber ที่รู้จักกันดีอยู่แล้วซึ่งแสดงถึงปริมาณการไหลที่ไหลผ่านระนาบที่มีพื้นที่ 1 m2 พื้นผิวนี้วางตั้งฉากกับเส้นสนามแม่เหล็กโดยมีโครงสร้างสม่ำเสมอ

แนวคิดนี้อธิบายไว้อย่างดีในทฤษฎีบทของเกาส์ มันสะท้อนถึงการไม่มีประจุแม่เหล็ก ดังนั้นเส้นเหนี่ยวนำจึงปรากฏปิดหรือไปไม่มีที่สิ้นสุดเสมอโดยไม่มีจุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุด นั่นคือฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นผิวปิดประเภทใดก็ตามจะเป็นศูนย์เสมอ

การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก - คือความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก ณ จุดที่กำหนดในสนาม หน่วยของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กคือเทสลา(1 ตัน = 1 วัตต์/ตร.ม.)

เมื่อกลับไปที่นิพจน์ที่ได้รับก่อนหน้านี้ (1) เราสามารถกำหนดเชิงปริมาณได้ ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นผิวบางพื้นผิวเป็นผลคูณของปริมาณประจุที่ไหลผ่านตัวนำรวมกับขอบเขตของพื้นผิวนี้เมื่อสนามแม่เหล็กหายไปจนหมด และค่าความต้านทานของวงจรไฟฟ้าที่ประจุเหล่านี้ไหลผ่าน

.

ในการทดลองที่อธิบายไว้ข้างต้นด้วยขดลวดทดสอบ (วงแหวน) มันจะเคลื่อนตัวออกไปเป็นระยะทางที่สนามแม่เหล็กทั้งหมดหายไป แต่คุณสามารถเคลื่อนย้ายขดลวดนี้ภายในสนามได้ และในขณะเดียวกันประจุไฟฟ้าก็จะเคลื่อนที่เข้าไปด้วย เรามาดูส่วนที่เพิ่มขึ้นในนิพจน์ (1) กันดีกว่า

Ф + Δ Ф = ร(ถาม - Δ ถาม) => Δ Ф = - rΔq => Δ ถาม= -Δ Ф/ ร

โดยที่ Δ Ф และ Δ ถาม- เพิ่มการไหลและจำนวนประจุ สัญญาณที่แตกต่างกันการเพิ่มขึ้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าประจุบวกในการทดลองที่มีการถอนเทิร์นนั้นสอดคล้องกับการหายตัวไปของสนามเช่น การเพิ่มขึ้นเชิงลบของฟลักซ์แม่เหล็ก

เมื่อใช้การหมุนทดสอบ คุณสามารถสำรวจพื้นที่ทั้งหมดรอบๆ แม่เหล็กหรือขดลวดด้วยกระแสและสร้างเส้น ทิศทางของเส้นสัมผัสกันซึ่งในแต่ละจุดจะสอดคล้องกับทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก บี(รูปที่ 3)

เส้นเหล่านี้เรียกว่า เส้นเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก หรือ เส้นแม่เหล็ก .

พื้นที่ของสนามแม่เหล็กสามารถแบ่งทางจิตได้ด้วยพื้นผิวท่อที่เกิดจากเส้นแม่เหล็ก และสามารถเลือกพื้นผิวในลักษณะที่ฟลักซ์แม่เหล็กภายในแต่ละพื้นผิว (ท่อ) ดังกล่าวมีตัวเลขเท่ากับหนึ่งและเส้นแนวแกนของสิ่งเหล่านี้ หลอดสามารถแสดงเป็นกราฟิกได้ ท่อดังกล่าวเรียกว่าท่อเดี่ยวและเรียกว่าเส้นของแกน เส้นแม่เหล็กเส้นเดียว - รูปภาพของสนามแม่เหล็กที่ปรากฎโดยใช้เส้นเดี่ยวไม่เพียงให้เชิงคุณภาพเท่านั้น แต่ยังให้แนวคิดเชิงปริมาณด้วยเพราะ ในกรณีนี้ ขนาดของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะเท่ากับจำนวนเส้นที่ผ่านพื้นที่ผิวหน่วยปกติของเวกเตอร์ บี, ก จำนวนเส้นที่ผ่านพื้นผิวใด ๆ เท่ากับค่าของฟลักซ์แม่เหล็ก .

เส้นแม่เหล็กมีความต่อเนื่องและหลักการนี้สามารถแสดงได้ทางคณิตศาสตร์ดังนี้

เหล่านั้น. ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นผิวปิดใดๆ จะเป็นศูนย์ .

นิพจน์ (4) ใช้ได้กับพื้นผิว สรูปร่างใดก็ได้ หากเราพิจารณาฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นผิวที่เกิดจากการหมุนของขดลวดทรงกระบอก (รูปที่ 4) ก็สามารถแบ่งออกเป็นพื้นผิวที่เกิดจากการหมุนแต่ละครั้งได้เช่น ส=ส 1 +ส 2 +...+ส 8. ยิ่งไปกว่านั้น ในกรณีทั่วไป ฟลักซ์แม่เหล็กที่แตกต่างกันจะผ่านพื้นผิวของวงเลี้ยวที่ต่างกัน ดังนั้นในรูป 4 มีเส้นแม่เหล็กเส้นเดียวแปดเส้นผ่านพื้นผิวของวงโคจรตรงกลางของขดลวด และมีเพียงสี่เส้นเท่านั้นที่ผ่านพื้นผิวของวงโคจรด้านนอก

เพื่อกำหนดฟลักซ์แม่เหล็กทั้งหมดที่ผ่านพื้นผิวของวงเลี้ยวทั้งหมด จำเป็นต้องรวมฟลักซ์ที่ผ่านพื้นผิวของแต่ละวงหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือประสานกับวงเลี้ยวแต่ละวง ตัวอย่างเช่น ฟลักซ์แม่เหล็กประสานกับสี่รอบบนของขดลวดในรูป 4 จะเท่ากัน: Ф 1 =4; Ф 2 =4; Ф 3 =6; Ф 4 =8 นอกจากนี้กระจกยังสมมาตรกับส่วนล่างอีกด้วย

การเชื่อมโยงฟลักซ์ - ฟลักซ์แม่เหล็กเสมือน (จินตภาพทั่วไป) Ψ ซึ่งประกบกับขดลวดทุกรอบเป็นตัวเลข เท่ากับผลรวมกระแสที่ประสานกับการหมุนแต่ละครั้ง: Ψ = วอีเอฟ มโดยที่ F มคือฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดจากกระแสที่ไหลผ่านขดลวด และ ว e - เทียบเท่าหรือ หมายเลขที่มีประสิทธิภาพขดลวดหมุน ความหมายทางกายภาพการเชื่อมโยงฟลักซ์ - การมีเพศสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กของการหมุนของขดลวดซึ่งสามารถแสดงได้ด้วยค่าสัมประสิทธิ์การเชื่อมโยงฟลักซ์ (หลายหลาก) เค= Ψ/Ф = วจ.

นั่นคือสำหรับกรณีที่แสดงในรูป ขดลวดสองส่วนที่สมมาตรของกระจก:

Ψ = 2(Ф 1 + Ф 2 + Ф 3 + Ф 4) = 48

ความเสมือนจริงนั่นคือธรรมชาติจินตภาพของการเชื่อมโยงฟลักซ์นั้นแสดงออกมาในความจริงที่ว่ามันไม่ได้เป็นตัวแทนของฟลักซ์แม่เหล็กจริงซึ่งไม่มีการเหนี่ยวนำใด ๆ ที่สามารถคูณได้ แต่พฤติกรรมของอิมพีแดนซ์ของคอยล์นั้นดูเหมือนว่าฟลักซ์แม่เหล็ก เพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณของจำนวนรอบที่มีประสิทธิผล แม้ว่าในความเป็นจริง มันเป็นการโต้ตอบกันอย่างง่าย ๆ ของเทิร์นในสนามเดียวกัน หากขดลวดเพิ่มฟลักซ์แม่เหล็กด้วยการเชื่อมต่อฟลักซ์ มันจะสามารถสร้างตัวคูณสนามแม่เหล็กบนขดลวดได้แม้ว่าจะไม่มีกระแสไฟฟ้าก็ตาม เนื่องจากการเชื่อมต่อฟลักซ์ไม่ได้หมายความถึงวงจรปิดของขดลวด แต่เพียงเรขาคณิตข้อต่อของความใกล้ชิดเท่านั้น ของการเลี้ยว

บ่อยครั้งที่ไม่ทราบการกระจายที่แท้จริงของการเชื่อมต่อฟลักซ์ข้ามรอบของคอยล์ แต่สามารถสันนิษฐานได้ว่ามีความสม่ำเสมอและเหมือนกันสำหรับทุกเทิร์น ถ้าคอยล์จริงถูกแทนที่ด้วยอันที่เท่ากันโดยมีจำนวนรอบต่างกัน ว e ในขณะที่รักษาค่าการเชื่อมโยงฟลักซ์ Ψ = วอีเอฟ มโดยที่ F ม- ฟลักซ์ประสานกับการหมุนภายในของคอยล์และ ว e คือจำนวนการหมุนของคอยล์ที่เท่ากันหรือมีประสิทธิผล สำหรับอันที่พิจารณาในรูป 4 กรณี วอี = Ψ/Ф 4 =48/8=6