Магнитные единицы измерения: основы, СИ и практические эквиваленты

Если сосуществование нескольких систем измерения для общих величин оставило вас в замешательстве, вы не одни. В магнетизме отсутствие ранней стандартизации привело к трем различным системам единиц. Это руководство разъясняет ключевые магнитные величины и показывает, как они соотносятся с их электрическими аналогами.

Ключевые магнитные величины

Магнитодвижущая сила (МДС) — магнитный «толчок», аналогичный электрическому напряжению (электродвижущей силе).

Поток поля (Φ) — общее магнитное «вещество», аналогичное электрическому току.

Напряженность поля (H) — МДС, распределенная по длине электромагнита; также называемая намагничивающей силой.

Индукция (B) — магнитный поток на единицу площади.

Магнитное сопротивление (R) — противление магнитному потоку через материал, аналогичное электрическому сопротивлению.

Магнитная проницаемость (μ) — способность материала пропускать магнитный поток, обратная величина к удельному сопротивлению.

Эти соотношения зеркалят классические электрические уравнения E = IR, I = E/R, R = E/I и мощностные соотношения P = IE, P = I²R, P = E²/R.

Системы измерения

Английская и метрическая системы сосуществуют, но магнетизм также использует две основные метрические структуры:

• СГС (Сантиметр–Грамм–Секунда) — построена на сантиметрах, граммах и секундах.
• СИ (Международная система единиц) — произошла из более ранней МКС (Метр–Килограмм–Секунда) и позже РМКС (Рационализированная МКС). СИ — глобальный стандарт для магнитных единиц.

Греческая буква μ служит и символом магнитной проницаемости, и микро-префиксом в единицах СИ, что может сбивать с толку.

Как закон Ома связывает напряжение, ток и сопротивление, так магнитные цепи подчиняются аналогичному соотношению:

Аналогично, магнитное сопротивление соотносится с проницаемостью так же, как сопротивление — с удельным сопротивлением:

Более длинные магнитные пути увеличивают магнитное сопротивление, а большие поперечные сечения — уменьшают его. Однако магнитное сопротивление нелинейно, потому что оно варьируется с плотностью потока, подобно варистору, чье сопротивление меняется с током.

Связанные рабочие листы

• Рабочий лист: Магнитные единицы измерения