Magnetische meeteenheden

Als de last van twee meetsystemen voor veelvoorkomende grootheden (Engels versus metrisch) je in verwarring brengt, dan is dit niet de plek voor jou! Door een vroeg gebrek aan standaardisatie in de wetenschap van het magnetisme, worden we geplaagd door maar liefst drie complete meetsystemen voor magnetische grootheden.

Eerst moeten we kennis maken met de verschillende grootheden die verband houden met magnetisme. Bij magnetische systemen zijn er nogal wat meer grootheden te verwerken dan bij elektrische systemen. Bij elektriciteit zijn de basisgrootheden Spanning (E), Stroom (I), Weerstand (R) en Vermogen (P).

De eerste drie zijn aan elkaar gerelateerd door de wet van Ohm (E=IR; I=E/R; R=E/I), terwijl vermogen gerelateerd is aan spanning, stroom en weerstand door de wet van Joule (P=IE; P=ik₂ R; P=E₂ /R).

Met magnetisme hebben we te maken met de volgende grootheden:

Magnetomotorische kracht -De hoeveelheid magnetische veldkracht, of "duwen". Analoog aan elektrische spanning (elektromotorische kracht).

Veldflux —De hoeveelheid van het totale veldeffect, of "substantie" van het veld. Analoog aan elektrische stroom.

Veldintensiteit —De hoeveelheid veldkracht (mmf) verdeeld over de lengte van de elektromagneet. Soms aangeduid als magnetiserende kracht .

Fluxdichtheid —De hoeveelheid magnetische veldflux geconcentreerd in een bepaald gebied.

Onwil -De oppositie tegen magnetische veldflux door een bepaald volume ruimte of materiaal. Analoog aan elektrische weerstand.

Permeabiliteit -De specifieke maatstaf voor de acceptatie van magnetische flux door een materiaal, analoog aan de specifieke weerstand van een geleidend materiaal (ρ), behalve inverse (grotere permeabiliteit betekent gemakkelijker doorgang van magnetische flux, terwijl grotere specifieke weerstand betekent moeilijkere doorgang van elektrische stroom).

Maar wacht . . . het plezier begint pas! We hebben niet alleen meer grootheden om bij te houden met magnetisme dan met elektriciteit, maar we hebben verschillende meetsystemen voor elk van deze grootheden. Net als bij veel voorkomende hoeveelheden lengte, gewicht, volume en temperatuur, hebben we zowel Engelse als metrische systemen. Er is echter meer dan één metrisch stelsel van eenheden en er worden meerdere metrische systemen gebruikt bij metingen van magnetische velden!

De ene heet de cgs , wat staat voor C entimeter-G ram-S econd, waarmee de basismaatregelen worden aangeduid waarop het hele systeem is gebaseerd. De andere was oorspronkelijk bekend als de mks systeem, wat stond voor M eter-K ilogram-S econd, dat later werd herzien in een ander systeem, genaamd rmks , staat voor R geationaliseerde M eter-K ilogram-S econd. Dit werd uiteindelijk als een internationale standaard aangenomen en hernoemd tot SI (S ysteme Ik internationaal).

En ja, het µ-symbool is eigenlijk hetzelfde als het metrische voorvoegsel 'micro'. Ik vind dit vooral verwarrend, omdat ik exact hetzelfde alfabetische teken gebruik om zowel een specifieke hoeveelheid als een algemeen metrisch voorvoegsel te symboliseren!

Zoals je misschien al geraden had, is de relatie tussen veldkracht, veldflux en terughoudendheid vrijwel hetzelfde als die tussen de elektrische grootheden van elektromotorische kracht (E), stroom (I) en weerstand (R). Dit levert iets op dat lijkt op de wet van Ohm voor magnetische circuits:

En aangezien permeabiliteit omgekeerd analoog is aan specifieke weerstand, lijkt de vergelijking voor het vinden van de terughoudendheid van een magnetisch materiaal sterk op die voor het vinden van de weerstand van een geleider:

In beide gevallen zorgt een langer stuk materiaal voor een grotere oppositie, terwijl alle andere factoren gelijk zijn. Ook zorgt een groter dwarsdoorsnede-oppervlak voor minder oppositie, terwijl alle andere factoren gelijk zijn.

Het belangrijkste voorbehoud hier is dat de onwil van een materiaal voor magnetische flux daadwerkelijk veranderingen met de concentratie van flux die er doorheen gaat. Dit maakt de "wet van Ohm" voor magnetische circuits niet-lineair en veel moeilijker om mee te werken dan de elektrische versie van de wet van Ohm. Het zou analoog zijn aan het hebben van een weerstand die van weerstand veranderde als de stroom erdoorheen varieerde (een circuit bestaande uit varistors in plaats van weerstanden ).

GERELATEERDE WERKBLAD:

• werkblad magnetische meeteenheden