定义:设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面,磁感应强度B与面积S的乘积,叫做穿过这个平面的磁通量,简称磁通。
公式:Φ=BS,适用条件是B与S平面垂直。
单位:在
国际单位制中,磁通量的单位是
韦伯,符号是Wb,1Wb=1T*m²=1V*S
描述
通过某一平面的磁通量的大小,可以用通过这个平面的磁感线的条数的多少来形象地说明。在同一磁场中,磁感应强度越大B越大的地方,磁感线越密。因此,B越大,S越大,磁通量就越大,意味着穿过这个面的磁感线条数越多。
表示磁场分布情况的物理量。通过磁场中某处的面元dS的磁通量dΦB定义为该处磁感应强度的大小B与dS在垂直于B方向的投影dScosθ的乘积,即dFB =BdScosq式中θ是面元的法线方向n与磁感应强度B的夹角。磁通量是标量,θ<90°为正值,θ>90°为负值。通过任意闭合曲面的磁通量 ΦB 等于通过构成它的那些面元的磁通量的代数和,即对于闭合曲面,通常取它的外法线矢量(指向外部空间)为正。
磁场的
高斯定理指出,通过任意闭合曲面的磁通量为零,即它表明磁场是无源的,不存在发出或会聚磁力线的源头或尾闾,亦即不存在孤立的磁单极。以上公式中的B既可以是电流产生的磁场,也可以是变化电场产生的磁场,或两者之和。
磁通密度是通过垂直于磁场方向的单位面积的磁通量,它等于该处磁场磁感应强度的大小B。磁通密度精确地描述了磁力线的疏密。
通量概念是描述矢量场性质的必要手段,通量密度则描述矢量场的强弱。磁通量和磁通密度,电通量和电通密度都是如此。
在国际单位制(SI)中,磁通量的单位是韦伯(Wb)。
引申
磁通量的定义为覆盖某面积的磁场的积分
其中
为磁通量 B为磁场密度 S为面积。 已知高斯磁场定律为:
这条方程的体积积分,跟
散度定理合用,给出以下的结果:
亦即是说,通过任何密闭表面的磁通量一定为零;自由“磁电荷”是不存在的。
对比下, 另一条
麦克斯韦方程——高斯电场定律为:∫∫E.ds=Q/ε0
其中
E为电场强度, ρ为自由电荷的密度(不包括在物料中被束缚的双极电荷), ε0为真空介电常数。 注意这指出了电单极的存在,也就是,自由的正或负电荷。
磁通量密度向量的方向定义为从磁南极到磁北极(磁铁里面)。在磁铁外,场线会由北到南。
若磁场通过能导电的电线环,而磁通量的改变的话,会引起电动势的生成, 并因此会产生电流(在环中)。其关系式可由法拉第定律得出:
这就是发电机背后的原理。