通量與磁通量關係

從經驗中可知，在永磁體附近以及載流導體附近，可以觀察到物理效應，例如對其他磁體或載流導體的機械影響，以及在給定運動的導體中出現 EMF空間。

磁鐵和載流導體附近空間的不尋常狀態稱為磁場，其定量特徵很容易通過這些現象確定：通過機械作用力或通過電磁感應，實際上，通過在動導體 電磁場.

導體中電動勢的傳導現象（電磁感應現象) 發生在不同的條件下。您可以在均勻磁場中移動電線，或者簡單地改變固定電線附近的磁場。在任何一種情況下，空間磁場的變化都會在導體中感應出 EMF。

用於研究這種現象的簡單實驗裝置如圖所示。這裡的導電（銅）環與它自己的電線相連 帶彈道檢流計，通過箭頭的偏轉，可以估計通過這個簡單電路的電荷量。首先，將圓環置於磁鐵附近空間中的某個點（位置 a），然後急劇移動圓環（到位置 b）。檢流計將顯示通過電路的電荷值 Q。

現在我們將圓環放在另一個點，離磁鐵稍遠一點（到位置 c），然後以相同的速度再次將它急劇移動到一邊（到位置 d）。檢流計指針的偏轉將小於第一次嘗試。而如果我們增加迴路R的電阻，例如用鎢代替銅，然後以同樣的方式移動環，我們會注意到檢流計會顯示更小的電荷，但是這個電荷移動的值檢流計在任何情況下都會與迴路電阻成反比。

實驗清楚地表明，磁鐵周圍任何一點的空間都具有某種特性，當我們將環從磁鐵移開時，這種特性會直接影響通過檢流計的電荷量。讓我們稱之為接近磁鐵的東西， 磁通量, 我們用字母 F 表示它的定量值。注意 Ф ~ Q * R 和 Q ~ Ф / R 的顯示依賴性。

讓我們把實驗複雜化。我們將把銅環固定在磁鐵對面的某個點，在它旁邊（位置 d），但現在我們將改變環的面積（用電線重疊它的一部分）。檢流計的讀數將與環（在位置 e）的面積變化成正比。

因此，我們的磁鐵作用在迴路上的磁通量F與迴路的面積成正比。但是磁感應強度 B 與環相對於磁鐵的位置有關，但與環的參數無關，它決定了磁鐵附近空間中任何考慮點的磁場特性。

繼續銅環的實驗，我們現在將在初始時刻（位置 g）改變環平面相對於磁鐵的位置，然後將其旋轉到沿磁鐵軸的位置（位置 h）。

請注意，環和磁鐵之間的角度變化越大，通過檢流計流過電路的電荷 Q 就越多。這意味著通過環的磁通量與磁鐵與法線之間夾角的餘弦成正比到環的平面。

因此，我們可以得出結論 磁感應強度B — 存在一個矢量，當環急劇遠離磁鐵時，給定點的方向與該位置環平面的法線方向重合，電荷 Q 沿電路是最大的。

代替實驗中的磁鐵，您可以使用 電磁鐵的線圈，移動這個線圈或改變其中的電流，從而增加或減少穿透實驗迴路的磁場。

磁場穿透的區域不一定以圓形彎曲為界，原則上它可以是任何表面，然後通過積分確定通過的磁通量：

事實證明 磁通量 F 磁感應矢量B的通量是否通過表面S。磁感應強度 B 是磁場中給定點的磁通密度 F。磁通量 Ф 的測量單位為 «Weber» — Wb。磁感應強度 B 的測量單位是特斯拉 — 特斯拉。

如果用檢流計線圈以類似的方式檢查永磁體或載流線圈周圍的整個空間，則可以在這個空間中構建無限多的所謂“磁力線”——矢量線 磁感應 B——每一點的切線方向將對應於研究空間這些點處的磁感應矢量 B 的方向。

將磁場的空間用單位截面S=1的假想管來劃分，就可以得到所謂的。軸稱為單磁力線的單磁管。使用這種方法，您可以直觀地描繪出磁場的定量圖片，在這種情況下，磁通量將等於穿過所選表面的線數。

磁力線是連續的，它們離開北極必然進入南極，因此通過任何封閉表面的總磁通量為零。在數學上它看起來像這樣：

考慮一個以圓柱形線圈表面為界的磁場。實際上，它是穿過由該線圈的匝數形成的表面的磁通量。在這種情況下，總表面可以針對線圈的每一匝分成單獨的表面。如圖所示，線圈的上下匝表面被4條單磁力線穿透，線圈中間的匝表面被8條穿透。

為了找到通過線圈所有匝的總磁通量的值，有必要將穿過其每一匝表面的磁通量相加，即與線圈各匝相關的磁通量：

Φ = Φ1 + Φ2 + Φ3 + Φ4 + Φ5 + Φ6 + Φ7 + Φ8 如果線圈有8匝。

對於上圖所示的對稱繞組示例：

F 頂圈 = 4 + 4 + 6 + 8 = 22；

F 下匝 = 4 + 4 + 6 + 8 = 22。

Ф 總計 = Ф 上圈數 + Ф 下圈數 = 44。

這裡就引入了“流連接”的概念。 流媒體連接 與線圈所有匝相關的總磁通量，在數值上等於與其各個匝相關的磁通量之和：

Фm為電流通過線圈一圈所產生的磁通量； wэ——線圈的有效匝數；

磁鍊是一個虛擬值，因為實際上沒有單個磁通量的總和，而是存在總磁通量。然而，當磁通量在線圈匝數上的實際分佈未知，但磁通量關係已知時，則可以通過計算獲得所需數量所需的等效相同匝數來用等效線圈替換線圈的磁通量。