Magnetiline pinge
Mis on magnetiline pinge?
Magnetiline pinge kirjeldab magnetvälja põhja- ja lõunapooluse vahel, arvestades pooluste vahekaugust. Kui magnetväli on mingis punktis väga tugev, on ka magnetiline pinge vastavalt suur. Sarnane kehtib elektroonikas. Elektripinge on võrdne elektrivälja ja pooluste vahekauguse korrutisega. Suur elektriväli suure pooluste vahekauguse korral saab tekkida üksnes vastavalt suure pingega.Sisukord
Ekskurss: Elektripinge
Nii nagu elektriväljade kaudu määratletakse elektripinge, saab ka magnetväljade kaudu määratleda magnetpinge. Selleks on kasulik veel kord silme ette tuua elektriline juhtum:Kui kahe elektriliselt laetud kondensaatoriplaadi vahel on elektripinge (U) näiteks 1 000 volti ja nende kondensaatoriplaatide vahekaugus on 1 meeter (d), saab elektrivälja (E) otse määrata: Kehtib:
\(E=\frac{U}{d}\)
Seega on elektrivälja tugevus 1 000 V/m.
Vastupidi saab plaatidevahelise elektripinge, kui korrutada elektriväli (kui see on teel püsiv) tee pikkusega, s.o plaatide vahekaugusega.
Kui elektriväli sõltub asukohast (x), tuleb elektripinge arvutada elektrivälja jooneintegraalina:
\(U=\int_{0}^d E(x)dx\)
kus asukohast sõltumatuse korral E puhul võib nagu varem lihtsalt korrutada teepikkusega d:
\(U=\int_{0}^d Edx=E\cdot{d}\)
Elektripinget võib kujutleda nagu pumba jõudu, mis vooluringis „pumbab” laenguid samamoodi, nagu veeringes pumbatakse vett.
Veehulk vastab voolule ja sõltub antud pumbajõu (pinge) korral üksnes torude läbimõõdust (takistus). Pumba võimsus (P) vastab pumbajõu (pinge, U) ja veehulga (vool, I) korrutisele:
P=U•I
Joonis illustreerib seost hobuseraua kujulise magneti põhja- ja lõunapooluse vahelise magnetpinge U
ning magnetvälja tugevuse H
vahel.
Valem kehtib üksnes lihtsa, asukohast sõltumatu magnetvälja H
korral.
Kui hobuseraua magnetis valitseb magnetväli tugevusega H
ja pooluste vahe on d,
siis on pooluste vaheline magnetpinge U=H•d.
Kui vahemaa on suurem, peab pooluste vaheline pinge olema suurem, et saada sama väli.
Magnetpinge määratlus
Magnetpinget võib ette kujutada nagu elektripinget. Pinge kahe magnetpooluse vahel, mille vahe on konstantne, avaldab jõudu magnetilistele momentidele, mis on võrdelises seoses magnetpingega. Kui pooluste vahe on konstantne, on ka magnetväli võrdelises seoses magnetpingega.Seega on magnetpinge seoses magnetväljaga samamoodi nagu elektripinge elektriväljaga:
magnetpinge saamiseks tuleb magnetväli H
korrutada pooluste vahega d,
mis seda välja tekitavad.
Kui magnetväli on pooluste vahel konstantne (nt hobuseraua kujulise magneti korral), kehtib:
Elektrivoolule vastab magnetiline voog
Φ.
Magnetilise pinge Umag
ja magnetilise voo Φ
abil saab määratleda ka magnetiline takistus
Rmag:
\(R_{mag}=\frac{U_{mag}}{\Phi}\)
Materjalides, millel on suur magnetiline permeabiilsus ("läbilaskvus"), on magnetiline voog väga suur. Magnetiline takistus on pöördvõrdeline magnetilise vooga ja seega pöördvõrdeline magnetilise permeabiilsusega. Suprajuhil puudub küll elektritakistus, kuid selle magnetiline takistus on lõpmata suur. Suprajuhiga magnetiline permeabiilsus on null.
Autor:
Dr. Franz-Josef Schmitt
Dr. Franz-Josef Schmitt on füüsik ja Martin Lutheri nimelise Halle-Wittenbergi ülikooli füüsika edasijõudnute praktikumi teaduslik juht. Aastatel 2011–2019 töötas ta Tehnikaülikoolis ning juhtis mitmeid õppeprojekte ja keemia projektlaborit. Tema teadustöö keskmes on ajalahutusega fluorestsents-spektroskoopia bioloogiliselt aktiivsetel makromolekulidel. Lisaks on ta Sensoik Technologies GmbH tegevjuht.
Dr. Franz-Josef Schmitt
Dr. Franz-Josef Schmitt on füüsik ja Martin Lutheri nimelise Halle-Wittenbergi ülikooli füüsika edasijõudnute praktikumi teaduslik juht. Aastatel 2011–2019 töötas ta Tehnikaülikoolis ning juhtis mitmeid õppeprojekte ja keemia projektlaborit. Tema teadustöö keskmes on ajalahutusega fluorestsents-spektroskoopia bioloogiliselt aktiivsetel makromolekulidel. Lisaks on ta Sensoik Technologies GmbH tegevjuht.
Kogu kompendiumi sisu (tekstid, fotod, illustratsioonid jms) autoriõigus kuulub autorile Franz-Josef Schmittile. Teose ainuõigused kuuluvad Webcraft GmbH-le (kui supermagnete.ee haldajale). Ilma Webcraft GmbH-i selgesõnalise loata ei tohi sisu kopeerida ega muul viisil kasutada.
© 2008–2026 Webcraft GmbH
© 2008–2026 Webcraft GmbH
