Je Magnetický Tok Vektor: Detailní pohled a fakta

Celkový počet magnetických siločar procházejících danou oblastí je magnetický tok. Je magnetický tok vektor? Pojďme to zjistit. 

Magnetický tok, který nám říká o počtu siločar, které protínají povrch, je skalární. Je to bodový součin dvou vektorů. Je tedy magnetický tok vektor? Odpověď je prostě ne, ale pojďme detailní porozumění. 

Magnetické siločáry jsou pomyslné čáry, které určují prostor kolem magnetu, kde se uplatňuje jeho účinek. Ať už je typ magnetu jakýkoli, vždy se budou skládat ze dvou pólů, severního a jižního. 

Projekt magnetické pole čáry vně magnetu jsou od severu k jihu, zatímco uvnitř se směr obrátí. Oblast, kde jsou čáry shluky, je oblastí se silným magnetickým efektem. Jak se siločáry vzdalují, magnetické efekty slábnou. 

Magnetický tok nám dává vědět o siločarách, které procházejí jakoukoli rovinou. Je to důležitý koncept, který nám dává vědět o účinku jakéhokoli magnetu.

download 2
Kredit: Wikipedia

Proč je magnetický tok vektor?

Je dobře známo, že magnetické pole má směr a je tedy vektorem, ale to neznamená, že magnetický tok je také vektor. Magnetický tok je skalární součin magnetických siločar a plochy povrchu.

je magnetický tok vektor
Kredit: Wikipedia

Máme tedy vzorec jako:

Φ= BA

Φ = BA cos θ

Zde,

Φ je magnetický tok

B označuje magnetické pole 

A je plocha povrchu. 

θ je úhel, který svírají siločáry s uzavřeným povrchem. 

Základní jednotkou magnetického toku je voltsekunda a standardní jednotkou je weber (Wb).

Úhel theta hraje zásadní roli při určování magnetického toku přes daný povrch. V případě, že magnetické siločáry normálně klesají k povrchu, pak bude magnetický tok nulový. Pojďme to pochopit. 

Φ = BA cos θ

Dosadíme-li hodnotu theta 90°, dostaneme

Φ = BA cos 90

Víme, že cos 90 se rovná 0; tak se magnetický tok stane nulovým. 

Je vektor hustoty magnetického toku?

Kromě magnetického toku se k popisu účinku magnetu používá také hustota magnetického toku. Mnozí jsou zmateni mezi těmito dvěma magnetickými pojmy a používají je k popisu stejné věci. Ale magnetický tok a hustota magnetického toku jsou zcela odlišné.

Pokud mluvíme jednoduchým jazykem, pak hustota magnetického toku nám říká o hustotě pole. Vysoká hodnota magnetického toku ukazuje, že magnetický efekt je silný, a malá hodnota znamená nízký magnetický efekt. 

Hustota magnetického toku je závislá na ploše. Oblast je vektorová a mění se se směrem. To nás přivádí k závěru, že hustota magnetického toku je také vektor. 

Jak název napovídá, hustota magnetického toku určuje tok na danou oblast, což nás přivádí ke vzorci: 

B = Φ/A

Zde je B hustota magnetického toku

Φ je magnetický tok

A je daný povrch. 

Standardní jednotkou hustoty magnetického toku je Tesla. Je to vektorová veličina, která je svým způsobem podobná elektrickému poli vztahem B = εE. Protože ε je konstanta, hustota magnetického toku je velmi úměrná elektrickému poli. Jak víme, elektrická pole mají jak velikost, tak směr, stejně jako hustotu magnetického toku. 

Je vazba magnetického toku vektorem?

Vazba magnetického toku je hodnota, která představuje propojení magnetického pole s cívkou. Můžeme jednoduše říci, že vazba magnetického toku je tok krát počet závitů v cívce. 

Obecně se používá pro solenoidy. Například solenoid má 25 otáček. Předpokládejme, že magnetický tok povrchem je 5 weber. Pak vazba magnetického toku by byl součin magnetického toku a počtu závitů, tj. 125. Není to tedy nic jiného než celkový tok. 

Emf se indukuje v případě změny magnetického toku. Tento magnetický tok se nazývá vazba magnetického toku. A tak je to vektorová veličina, protože je úměrná proudu, což je také vektorová veličina. Zde je tedy jasné, že magnetický tok je skalární, ale vazba toku je vektor. 

Jak může být magnetický tok skalární, ale hustota magnetického toku je vektor?

Tok, obecně ve všech případech, je skalární, protože představuje celkové číslo. Počet čehokoli není nikdy spojen se směrem. Spočítejme si například počet ptáků, kteří létají nad vaší střechou. Nezáleží na tom, ve kterém létají; celkový počet bude skalár. 

Podívejme se na správnější vysvětlení; my znát tu oblast a magnetické pole jsou oba vektory. Nyní na obrázku výše jsme uvedli povrch s plochou A a magnetické pole procházející svírající s povrchem úhel theta. 

Víme, že magnetický tok bude produktem magnetického pole a plochy, která je:'

Φ = BA

Z obrázku vidíme, že rozdělením B na jeho složku dostaneme B cos θ . Proto:

Φ = B cos θA

Φ = BA cos θ

Φ = B . A

Což je skalární bodový součin, a tudíž magnetický tok je vektor. Na druhé straně je hustota magnetického toku závislá na ploše povrchu; bude se lišit v různých oblastech. Protože plocha je vektorová veličina, tak je i hustota magnetického toku. Nyní máme odpověď na otázku, zda je magnetický tok vektorem a proč je hustota magnetického toku vektorem. 

Často kladené otázky (FAQ)

Co je magnetický tok?

Pro studium magnetického pole je magnetický tok životně důležitým pojmem. 

Magnetické siločáry, které protínají určitou oblast, jejich celkový počet, jsou označovány jako magnetický tok. Jeho jednotkou je weber a Tesla.

Je magnetický tok vektorovou veličinou?

Ačkoli jsou veličiny potřebné k nalezení magnetického toku vektorové, je to skalární.  

Jak se magnetický tok liší od hustoty magnetického toku?

Magnetický tok a hustota toku mají nepatrné, ale významné rozdíly. 

Magnetický tok se používá k popisu počtu magnetických siločar, zatímco hustota magnetického toku nám říká o hustotě siločar – obou v dané oblasti. 

Je magnetické pole vektor?

Magnetické pole má významný směr, a proto je vektorem. 

Magnetické siločáry začínají od severního pólu a vstupují do jižního pólu. Zatímco uvnitř magnetu je směr opačný; pohybuje se od jižního pólu k severnímu pólu. 

Co je to vazba magnetického toku?

Projekt vazba magnetického toku je obvykle koncept solenoidů. 

Abychom to snadno pochopili, uvažujme, že solenoid má 'n' počet závitů a magnetický tok jedním závitem je Φ. Pak vazba toku bude nΦ, což je v podstatě celkový tok přes solenoid. 

Přečtěte si více o

Magnetický Tok V Drátu
Magnetický Tok V Magnetickém Obvodu
Magnetický tok a čas
Je magnetický tok negativní
9 Příklady magnetického toku v reálném světě
Magnetický Tok V Transformátoru
Magnetický tok v cívce
Magnetický tok a magnetická indukce
Je magnetický tok konstantní
Je Magnetické Pole Vektor
Magnetický Tok V Solenoidu
Magnetický tok a napětí
Je magnetický tok nulový
Je Magnetický Tok Magnetická Síla

Také čtení: