磁通計(jì)是在測量線圈內(nèi)磁通變化時(shí),根據(jù)可動(dòng)框架的偏轉(zhuǎn)程度來確定磁通量的磁場測量儀器。
在測量線圈和磁通計(jì)的可動(dòng)框架繞組構(gòu)成的閉合回路中,當(dāng)測量線圈內(nèi)磁通Φ變化時(shí),有感應(yīng)電流通過框架繞組,促使框架產(chǎn)生一定偏度α,Φ和α成正比,磁通量(Wb)為
Φ=(cα/N)×10-3 (1)
式中c為磁通計(jì)沖擊系數(shù),mWb/格,標(biāo)準(zhǔn)磁通計(jì),c=1;N為測量線圈匝數(shù)。磁通量與所在位置磁場強(qiáng)度H及測量線圈平均截面積S之積有關(guān),故磁場強(qiáng)度
H=Φ/S = (cα/NS)×10-3 (2)
磁通計(jì)磁通量是直接測量出的,磁場強(qiáng)度是經(jīng)計(jì)算后得出的。磁通計(jì)在使用前需要校正,以保證測量的準(zhǔn)確性。
其次 我們用磁力線來形象地描繪磁場,電流產(chǎn)生的各種不同磁場的磁力線如圖(1.1)所示。可以看到,磁力線是環(huán)繞電流的無頭無尾的閉合線,電流方向與磁力線回轉(zhuǎn)方向符合右手定則。
我們規(guī)定,磁力線任何一點(diǎn)的切線方向是該點(diǎn)磁場(也就是B)的方向,通過垂直于B矢量的單位面積的磁力線等于該點(diǎn)B矢量的大小,也就是磁場強(qiáng)的方向,磁力線較密;反之,磁場弱的地方,磁力線較疏。
通過某一曲面的總磁力線數(shù),稱為通過該曲面的磁通,用 Φ 表示。磁通的計(jì)算如圖(1.2)所示。在曲面上取面積元,其法線方向與該點(diǎn)的B的方向之間成 θ 角,通過該面積元的磁通為
圖1.2 通過曲面S的磁通
dΦ = B*cosθ*ds…………………………………………………(1-2)
所以通過曲面S的總磁通為:
Φ = ∫B* cosθ*ds………………………………………………(1-3)
當(dāng)B均勻,S是平面并與B垂直時(shí),通過S平面的磁通為:
Φ = B*S………………………………………………………(1-4)
這是磁測量中經(jīng)常用到的關(guān)系。
當(dāng)S面是一個(gè)閉合面,由于磁力線是閉合線,那么穿進(jìn)閉合面S的磁力線必從閉合面的其他部分穿出,所以通過任一閉合面的總磁通量必等于零,這叫磁通連續(xù)定理是磁測量的重要特征之一。磁通的單位在SI單位制中是【韋伯,Wb】,在CGSM單位制中是【麥克斯韋,Maxwell】,簡稱【麥,Mx】。
1Wb = 108 Mx……………………………………………………(1-5)