Magneettivuon vs. magneettivuon tiheys
Magneettivuo ja magneettivuon tiheys ovat kaksi ilmiötä, joita kohdataan sähkömagneettisen kentän teoriassa. Nämä ilmiöt ovat erittäin tärkeitä esimerkiksi fysiikan, elektroniikkatekniikan, tietoliikennetekniikan, sähkötekniikan ja hiukkasfysiikan aloilla. Hyvä ymmärrys magneettikentistä on edellytys edellä mainittujen kenttien toiminnalle. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä magneettikentät ovat, mitä magneettivuo ja magneettivuon tiheys ovat, niiden merkitystä, laskelmia ja tärkeitä magneettivuon ja magneettivuon tiheyden näkökohtia, niiden yhtäläisyyksiä ja lopuksi niiden eroja.
Magneettivuo
Kiinalaiset ja kreikkalaiset löysivät magneetit vuonna 800 eaa. vuoteen 600 eaa. Vuonna 1820 tanskalainen fyysikko Hand Christian Oersted havaitsi, että virtaa kuljettava johto saa kompassin neulan suuntautumaan kohtisuoraan johtoon nähden. Tämä tunnetaan induktiomagneettikentällä. Magneettikentän aiheuttaa aina liikkuva varaus (eli ajassa muuttuva sähkökenttä). Kestomagneetit ovat seurausta atomien elektronikierroksista, jotka yhdistyvät yhteen muodostaen nettomagneettikentän. Magneettivuon käsitteen ymmärtämiseksi on ensin ymmärrettävä magneettikenttäviivojen käsite. Magneettikenttäviivat tai magneettiset voimaviivat ovat joukko kuvitteellisia viivoja, jotka vedetään magneetin N (pohjoinen) napasta magneetin S (etelä) napaan. Määritelmän mukaan nämä viivat eivät koskaan ylitä toisiaan, ellei magneettikentän intensiteetti ole nolla. On huomattava, että magneettiset voimalinjat ovat käsite. niitä ei ole olemassa oikeassa elämässä. Se on malli, jolla on kätevää vertailla magneettikenttiä laadullisesti. Pinnan yli kulkevan magneettivuon sanotaan olevan verrannollinen tiettyä pintaa vastaan kohtisuorassa olevien magneettisten voimalinjojen lukumäärään. Gaussin laki, ampeerilaki ja Biot-Savart-laki ovat kolme tärkeintä lakia laskettaessa pinnan magneettivuoa. Gaussin lailla voidaan todistaa, että nettomagneettivuo suljetun pinnan yli on aina nolla. Tämä on erittäin tärkeää, koska tämä osoittaa, että magneettiset navat esiintyvät aina pareittain. Magneettisia monopoleja ei löydy.
Magneettivuon tiheys
Magneettisen vuon tiheys, kuten nimestä voi päätellä, on magneettivuon tiheys tietyllä pinnalla. Tämä on verrannollinen tietylle pinnalle normaalin pinnan yksikköpinta-alan läpi kulkevien magneettisten voimalinjojen lukumäärään. Koska magneettivuo tietyllä pinnalla on yhtä suuri kuin magneettikentän voimakkuuden pintaintegraali, voidaan osoittaa, että magneettikentän intensiteetti ja magneettivuon tiheys ovat sama parametri eri muodoissa ilmaistuna.
Mitä eroa on magneettivuon ja magneettivuon tiheyden välillä?
– Magneettivuo mitataan webereinä, mutta magneettivuon tiheys mitataan webereinä neliömetriä kohti.
– Magneettivuon tiheys on magneettivuo pinta-alayksikköä kohti.
– Magneettivuo suljetun pinnan yli on nolla, kun taas magneettivuon tiheys suljetulla pinnalla vaihtelee pisteestä toiseen.
