שטף מגנטי לעומת צפיפות שטף מגנטי
שטף מגנטי וצפיפות שטף מגנטי הן שתי תופעות שנתקלות בתורת השדות האלקטרומגנטיים. תופעות אלו חשובות ביותר בתחומים כמו פיזיקה, הנדסת אלקטרוניקה, הנדסת טלקומוניקציה, הנדסת חשמל ופיזיקה של חלקיקים. הבנה טובה בשדות מגנטיים חיונית להפעלת השדות שהוזכרו לעיל. במאמר זה, אנו הולכים לדון על מה הם שדות מגנטיים, מהם השטף המגנטי וצפיפות השטף המגנטי, המשמעות שלהם, החישובים וההיבטים החשובים של השטף המגנטי וצפיפות השטף המגנטי, הדמיון ביניהם ולבסוף ההבדלים ביניהם.
שטף מגנטי
מגנטים התגלו על ידי סינים ויוונים בתקופה של 800 לפני הספירה. עד 600 לפני הספירה בשנת 1820, האנד כריסטיאן אורסטד, פיזיקאי דני, גילה כי חוט נושא זרם גורם למחט מצפן להתמצא בניצב לחוט. זה ידוע כשדה מגנטי אינדוקציה. שדה מגנטי נגרם תמיד ממטען נע (כלומר שדה חשמלי משתנה בזמן). המגנטים הקבועים הם תוצאה של ספינים אלקטרונים של אטומים המתאחדים יחד ליצירת שדה מגנטי נטו. כדי להבין את המושג שטף מגנטי יש להבין תחילה את המושג קווי שדה מגנטי. קווי שדה מגנטי או קווי כוחות מגנטיים הם קבוצה של קווים דמיוניים אשר נמשכים מקוטב N (צפוני) של המגנט לקוטב S (דרומי) של המגנט. בהגדרה, קווים אלו לעולם אינם חוצים זה את זה, אלא אם כן עוצמת השדה המגנטי היא אפס. יש לציין כי קווי כוחות מגנטיים הם מושג. הם לא קיימים בחיים האמיתיים.זהו מודל, אשר נוח להשוות שדות מגנטיים באופן איכותי. אומרים שהשטף המגנטי על פני משטח פרופורציונלי למספר הקווים המגנטיים של הכוחות המאונכים למשטח הנתון. חוק גאוס, חוק אמפר וחוק Biot-Savart הם שלושת החוקים החשובים ביותר בעת חישוב השטף המגנטי על פני משטח. ניתן להוכיח באמצעות חוק גאוס ששטף מגנטי נטו על פני משטח סגור הוא תמיד אפס. זה חשוב מאוד כי זה מראה שקטבים מגנטיים תמיד מתרחשים בזוגות. לא ניתן למצוא מונופולים מגנטיים.
צפיפות שטף מגנטי
צפיפות השטף המגנטי, כפי שהשם מרמז היא צפיפות השטף המגנטי על פני משטח נתון. זה פרופורציונלי למספר קווי הכוח המגנטי הנורמלי למשטח הנתון העוברים דרך יחידת שטח של פני השטח. מכיוון שהשטף המגנטי על פני משטח נתון שווה לאינטגרל פני השטח של עוצמת השדה המגנטי ניתן להראות שעוצמת השדה המגנטי וצפיפות השטף המגנטי הם אותו פרמטר המתבטא בצורות שונות.
מה ההבדל בין שטף מגנטי לצפיפות שטף מגנטי?
– השטף המגנטי נמדד בווברים, אך צפיפות השטף המגנטי נמדדת בווברים למ ר.
– צפיפות השטף המגנטי היא השטף המגנטי ליחידת שטח.
– השטף המגנטי על פני משטח סגור הוא אפס, בעוד שצפיפות השטף המגנטי על פני משטח סגור משתנה מנקודה לנקודה.
