Канвэртар Магнітнага Поля
Канвертар магнітнага поля: Тэсла, Гаус, А/м, Эрстэд - Поўнае кіраўніцтва па шчыльнасці магнітнага патоку і напружанасці поля
Магнітныя палі - гэта нябачныя сілы, якія атачаюць магніты, электрычныя токі і нават усю нашу планету. Разуменне адзінак магнітнага поля неабходна для інжынераў-электрыкаў, фізікаў, тэхнікаў МРТ і ўсіх, хто працуе з электрамагнітамі або рухавікамі. Але вось ключавое адрозненне, якое большасць людзей прапускае: існуюць ДВА прынцыпова розныя магнітныя вымярэнні — B-поле (шчыльнасць магнітнага патоку) і H-поле (напружанасць поля) — і пераўтварэнне паміж імі патрабуе ведання магнітных уласцівасцей матэрыялу. Гэты дапаможнік тлумачыць Тэсла, Гаус, А/м, Эрстэд і фізіку, якая ляжыць у аснове вымярэнняў магнітнага поля.
Што такое магнітнае поле?
Магнітнае поле — гэта вектарнае поле, якое апісвае магнітны ўплыў на рухомыя электрычныя зарады, электрычныя токі і магнітныя матэрыялы. Магнітныя палі ствараюцца рухомымі зарадамі (электрычнымі токамі) і ўнутранымі магнітнымі момантамі элементарных часціц (напрыклад, электронаў).
Дзве велічыні магнітнага поля
B-поле (Шчыльнасць магнітнага патоку)
Вымярае фактычную магнітную сілу, якую адчувае рухомы зарад. Уключае ўплыў матэрыялу. Адзінкі: Тэсла (Тл), Гаус (Гс), Вэбер/м².
Формула: F = q(v × B)
дзе: F = сіла, q = зарад, v = хуткасць, B = шчыльнасць патоку
H-поле (Напружанасць магнітнага поля)
Вымярае намагнічваючую сілу, якая стварае поле, незалежна ад матэрыялу. Адзінкі: Ампер/метр (А/м), Эрстэд (Э).
Формула: H = B/μ₀ - M (у вакууме: H = B/μ₀)
дзе: μ₀ = магнітная пранікальнасць свабоднай прасторы = 1.257×10⁻⁶ Тл·м/А, M = намагнічанасць
У вакууме або паветры: B = μ₀ × H. У магнітных матэрыялах: B = μ₀ × μᵣ × H, дзе μᵣ — адносная магнітная пранікальнасць (1 для паветра, да 100,000+ для некаторых матэрыялаў!)
Кароткія факты пра магнітнае поле
Магнітнае поле Зямлі на паверхні складае каля 25-65 мікратэсла (0.25-0.65 Гаус) — дастаткова, каб адхіліць стрэлкі компаса
Магніт на халадзільніку стварае каля 0.001 Тэсла (10 Гаус) на сваёй паверхні
Апараты МРТ выкарыстоўваюць ад 1.5 да 7 Тэсла — да 140,000 разоў мацней за поле Зямлі!
Самае моцнае бесперапыннае магнітнае поле, калі-небудзь створанае ў лабараторыі: 45.5 Тэсла (Універсітэт штата Фларыда)
Нейтронныя зоркі маюць магнітныя палі да 100 мільёнаў Тэсла — самыя моцныя ў сусвеце
Чалавечы мозг стварае магнітныя палі каля 1-10 пікатэсла, якія можна вымераць з дапамогай МЭГ-сканавання
Цягнікі на магнітнай левітацыі (Maglev) выкарыстоўваюць магнітныя палі 1-4 Тэсла для левітацыі і руху цягнікоў з хуткасцю 600+ км/г
1 Тэсла = 10,000 Гаус дакладна (вызначанае суадносіны паміж сістэмамі СІ і СГС)
Формулы пераўтварэння - Як канвертаваць адзінкі магнітнага поля
Пераўтварэнні магнітнага поля дзеляцца на дзве катэгорыі: пераўтварэнні B-поля (шчыльнасці патоку) простыя, у той час як пераўтварэнні B-поля ↔ H-поля патрабуюць ведання ўласцівасцей матэрыялу.
Пераўтварэнні B-поля (Шчыльнасці патоку) - Тэсла ↔ Гаус
Базавая адзінка: Тэсла (Тл) = 1 Вэбер/м² = 1 кг/(А·с²)
| З | У | Формула | Прыклад |
|---|---|---|---|
| Тл | Гс | Гс = Тл × 10,000 | 0.001 Тл = 10 Гс |
| Гс | Тл | Тл = Гс ÷ 10,000 | 1 Гс = 0.0001 Тл |
| Тл | мТл | мТл = Тл × 1,000 | 0.001 Тл = 1 мТл |
| Тл | мкТл | мкТл = Тл × 1,000,000 | 0.00005 Тл = 50 мкТл |
| Гс | мГс | мГс = Гс × 1,000 | 0.5 Гс = 500 мГс |
Хуткая парада: Памятайце: 1 Тл = 10,000 Гс дакладна. Поле Зямлі ≈ 50 мкТл = 0.5 Гс.
Практычна: Сканаванне МРТ: 1.5 Тл = 15,000 Гс. Магніт на халадзільніку: 0.01 Тл = 100 Гс.
Пераўтварэнні H-поля (Напружанасці поля) - А/м ↔ Эрстэд
Базавая адзінка: Ампер на метр (А/м) - адзінка СІ для намагнічваючай сілы
| З | У | Формула | Прыклад |
|---|---|---|---|
| Э | А/м | А/м = Э × 79.5775 | 1 Э = 79.58 А/м |
| А/м | Э | Э = А/м ÷ 79.5775 | 1000 А/м = 12.57 Э |
| кА/м | Э | Э = кА/м × 12.566 | 10 кА/м = 125.7 Э |
Хуткая парада: 1 Эрстэд ≈ 79.58 А/м. Выкарыстоўваецца ў распрацоўцы электрамагнітаў і магнітным запісе.
Практычна: Каэрцытыўнасць цвёрдага дыска: 200-300 кА/м. Электрамагніт: 1000-10000 А/м.
Пераўтварэнне B-поля ↔ H-поля (ТОЛЬКІ Ў ВАКУУМЕ)
| З | У | Формула | Прыклад |
|---|---|---|---|
| А/м | Тл | Тл = А/м × μ₀ = А/м × 1.257×10⁻⁶ | 1000 А/м = 0.001257 Тл |
| Тл | А/м | А/м = Тл ÷ μ₀ = Тл ÷ 1.257×10⁻⁶ | 0.001 Тл = 795.8 А/м |
| Э | Гс | Гс ≈ Э (у вакууме) | 1 Э ≈ 1 Гс у паветры |
| Э | Тл | Тл = Э × 0.0001 | 100 Э = 0.01 Тл |
Формула матэрыялу: У матэрыялах: B = μ₀ × μᵣ × H, дзе μᵣ = адносная магнітная пранікальнасць
Значэнні μᵣ для распаўсюджаных матэрыялаў
| Матэрыял | Значэнне μᵣ |
|---|---|
| Вакуум, паветра | 1.0 |
| Алюміній, медзь | ~1.0 |
| Нікель | 100-600 |
| Мяккая сталь | 200-2,000 |
| Крэмніевая сталь | 1,500-7,000 |
| Пермалой | 8,000-100,000 |
| Супермалой | up to 1,000,000 |
У жалезе (μᵣ ≈ 2000), 1000 А/м стварае 2.5 Тл, а не 0.00126 Тл!
КРЫТЫЧНА: Разуменне розніцы паміж B-полем і H-полем
Блытаніна паміж B і H можа прывесці да катастрафічных памылак у распрацоўцы электрамагнітаў, разліках рухавікоў і магнітным экранаванні!
- B-поле (Тэсла, Гаус) - гэта тое, што вы ВЫМЯРАЕЦЕ з дапамогай гаусметра або зонда Хола
- H-поле (А/м, Эрстэд) - гэта тое, што вы ПРЫКЛАДАЕЦЕ з дапамогай току праз шпулі
- У паветры: 1 Э ≈ 1 Гс і 1 А/м = 1.257 мкТл (наш канвертар выкарыстоўвае гэта)
- У жалезе: тое ж самае H-поле стварае ў 1000 разоў мацнейшае B-поле з-за намагнічвання матэрыялу!
- Спецыфікацыі МРТ выкарыстоўваюць B-поле (Тэсла), таму што менавіта яно ўплывае на цела
- Распрацоўка электрамагнітаў выкарыстоўвае H-поле (А/м), таму што менавіта яго стварае ток
Разуменне кожнай адзінкі магнітнага поля
Тэсла (Тл)(B-поле)
Вызначэнне: Адзінка СІ шчыльнасці магнітнага патоку. 1 Тл = 1 Вэбер/м² = 1 кг/(А·с²)
Названы ў гонар: Нікола Тэсла (1856-1943), вынаходнік і інжынер-электрык
Выкарыстанне: Апараты МРТ, даследчыя магніты, спецыфікацыі рухавікоў
Тыповыя значэнні: Зямля: 50 мкТл | Магніт на халадзільніку: 10 мТл | МРТ: 1.5-7 Тл
Гаус (Гс)(B-поле)
Вызначэнне: Адзінка СГС шчыльнасці магнітнага патоку. 1 Гс = 10⁻⁴ Тл = 100 мкТл
Названы ў гонар: Карл Фрыдрых Гаус (1777-1855), матэматык і фізік
Выкарыстанне: Старое абсталяванне, геафізіка, прамысловыя гаусметры
Тыповыя значэнні: Зямля: 0.5 Гс | Магніт дынаміка: 1-2 Гс | Неадымавы магніт: 1000-3000 Гс
Ампер на метр (А/м)(H-поле)
Вызначэнне: Адзінка СІ напружанасці магнітнага поля. Ток на адзінку даўжыні, які стварае поле.
Выкарыстанне: Распрацоўка электрамагнітаў, разлікі шпуляў, выпрабаванні магнітных матэрыялаў
Тыповыя значэнні: Зямля: 40 А/м | Саленоід: 1000-10000 А/м | Прамысловы магніт: 100 кА/м
Эрстэд (Э)(H-поле)
Вызначэнне: Адзінка СГС напружанасці магнітнага поля. 1 Э = 79.5775 А/м
Названы ў гонар: Ганс Хрысціян Эрстэд (1777-1851), які адкрыў электрамагнетызм
Выкарыстанне: Магнітны запіс, спецыфікацыі пастаянных магнітаў, петлі гістэрэзісу
Тыповыя значэнні: Каэрцытыўнасць цвёрдага дыска: 2000-4000 Э | Пастаянны магніт: 500-2000 Э
Мікратэсла (мкТл)(B-поле)
Вызначэнне: Адна мільённая частка Тэсла. 1 мкТл = 10⁻⁶ Тл = 0.01 Гс
Выкарыстанне: Геафізіка, навігацыя, вымярэнні ЭМП, біямагнетызм
Тыповыя значэнні: Поле Зямлі: 25-65 мкТл | Мозг (МЭГ): 0.00001 мкТл | Лініі электраперадач: 1-10 мкТл
Гама (γ)(B-поле)
Вызначэнне: Роўная 1 нанатэсла. 1 γ = 1 нТл = 10⁻⁹ Тл. Выкарыстоўваецца ў геафізіцы.
Выкарыстанне: Магнітныя здымкі, археалогія, разведка карысных выкапняў
Тыповыя значэнні: Выяўленне магнітных анамалій: 1-100 γ | Штодзённае змяненне: ±30 γ
Адкрыццё электрамагнетызму
1820 — Ганс Хрысціян Эрстэд
Электрамагнетызм
Падчас лекцыйнай дэманстрацыі Эрстэд заўважыў, што стрэлка компаса адхіляецца каля провада з токам. Гэта было першае назіранне, якое звязала электрычнасць і магнетызм. Ён апублікаваў свае вынікі на лацінскай мове, і на працягу некалькіх тыдняў навукоўцы па ўсёй Еўропе паўтаралі эксперымент.
Даказаў, што электрычныя токі ствараюць магнітныя палі, заснаваўшы галіну электрамагнетызму
1831 — Майкл Фарадэй
Электрамагнітная індукцыя
Фарадэй выявіў, што зменлівыя магнітныя палі ствараюць электрычныя токі. Рух магніта праз шпулю дроту генераваў электрычнасць — прынцып, які ляжыць у аснове кожнага сучаснага электрагенератара і трансфарматара.
Зрабіў магчымым вытворчасць электраэнергіі, трансфарматары і сучасную электрычную сетку
1873 — Джэймс Клерк Максвел
Адзіная электрамагнітная тэорыя
Ураўненні Максвела аб'ядналі электрычнасць, магнетызм і святло ў адну тэорыю. Ён увёў паняцці B-поля і H-поля як асобныя велічыні, паказаўшы, што святло з'яўляецца электрамагнітнай хваляй.
Прадказаў існаванне электрамагнітных хваль, што прывяло да стварэння радыё, радара і бесправадной сувязі
1895 — Хендрык Лорэнц
Закон сілы Лорэнца
Апісаў сілу, якая дзейнічае на зараджаную часціцу, што рухаецца ў магнітным і электрычным палях: F = q(E + v × B). Гэтая формула з'яўляецца фундаментальнай для разумення працы рухавікоў, паскаральнікаў часціц і катодна-прамянёвых трубак.
Аснова для разумення руху часціц у палях, мас-спектраметрыі і фізікі плазмы
1908 — Хейке Камерлінг-Онес
Звышправоднасць
Астудзіўшы ртуць да 4.2 К, Онес выявіў, што яе электрычнае супраціўленне цалкам знікла. Звышправаднікі выцясняюць магнітныя палі (эфект Мейснера), што дазваляе ствараць звышмоцныя магніты з нулявымі стратамі энергіі.
Прывёў да стварэння апаратаў МРТ, цягнікоў на магнітнай левітацыі і магнітаў для паскаральнікаў часціц, якія ствараюць палі звыш 10 Тэсла
1960 — Тэадор Майман
Першы лазер
Хоць гэта не было непасрэдна звязана з магнетызмам, лазеры дазволілі праводзіць дакладныя вымярэнні магнітнага поля праз магніта-аптычныя эфекты, такія як эфект Фарадэя і эфект Зеемана.
Зрабіў рэвалюцыю ў зандзіраванні магнітнага поля, аптычных ізалятарах і магнітным захоўванні даных
1971 — Рэйманд Дамад'ян
Медыцынская візуалізацыя МРТ
Дамад'ян выявіў, што ракавая тканка мае іншы час магнітнай рэлаксацыі, чым здаровая. Гэта прывяло да стварэння МРТ (магнітна-рэзананснай тамаграфіі), якая выкарыстоўвае палі 1.5-7 Тэсла для стварэння дэталёвых здымкаў цела без выпраменьвання.
Трансфармаваў медыцынскую дыягностыку, дазволіўшы неінвазіўную візуалізацыю мяккіх тканак, мозгу і органаў
Прымяненне магнітных палёў у рэальным свеце
Медыцынская візуалізацыя і лячэнне
Сканеры МРТ
Напружанасць поля: 1.5-7 Тэсла
Ствараюць дэталёвыя 3D-выявы мяккіх тканак, мозгу і органаў
МЭГ (Магнітаэнцэфалаграфія)
Напружанасць поля: 1-10 пікатэсла
Вымярае актыўнасць мозгу, выяўляючы малюсенькія магнітныя палі ад нейронаў
Магнітная гіпертэрмія
Напружанасць поля: 0.01-0.1 Тэсла
Награвае магнітныя наначасціцы ў пухлінах для знішчэння ракавых клетак
ТМС (Транскраніяльная магнітная стымуляцыя)
Напружанасць поля: імпульсы 1-2 Тэсла
Лякуе дэпрэсію, стымулюючы ўчасткі мозгу магнітнымі імпульсамі
Транспарт
Цягнікі на магнітнай левітацыі (Maglev)
Напружанасць поля: 1-4 Тэсла
Левітуюць і рухаюць цягнікі з хуткасцю 600+ км/г з нулявым трэннем
Электрарухавікі
Напружанасць поля: 0.5-2 Тэсла
Пераўтвараюць электрычную энергію ў механічны рух у электрамабілях, бытавой тэхніцы, робатах
Магнітныя падшыпнікі
Напружанасць поля: 0.1-1 Тэсла
Бескантактавая апора для высакахуткасных турбін і махавікоў
Захоўванне даных і электроніка
Цвёрдыя дыскі
Напружанасць поля: каэрцытыўнасць 200-300 кА/м
Захоўваюць даныя ў магнітных даменах; галоўкі счытвання выяўляюць палі 0.1-1 мТл
Магнітная аператыўная памяць (MRAM)
Напружанасць поля: 10-100 мТл
Энерганезалежная памяць, якая выкарыстоўвае магнітныя тунэльныя пераходы
Крэдытныя карткі
Напружанасць поля: 300-400 Э
Магнітныя палосы, закадаваныя інфармацыяй аб рахунку
Распаўсюджаныя міфы і памылковыя ўяўленні пра магнітныя палі
Тэсла і Гаус вымяраюць розныя рэчы
Вердыкт: НЯПРАЎДА
Абодва вымяраюць адно і тое ж (B-поле/шчыльнасць патоку), проста ў розных сістэмах адзінак. Тэсла — гэта СІ, Гаус — СГС. 1 Тл = 10,000 Гс дакладна. Яны ўзаемазаменныя, як метры і футы.
Можна свабодна пераўтвараць паміж А/м і Тэсла
Вердыкт: УМОЎНА
Гэта праўда толькі ў вакууме/паветры! У магнітных матэрыялах пераўтварэнне залежыць ад пранікальнасці μᵣ. У жалезе (μᵣ~2000) 1000 А/м стварае 2.5 Тл, а не 0.00126 Тл. Заўсёды ўказвайце сваё дапушчэнне пры пераўтварэнні B ↔ H.
Магнітныя палі небяспечныя для людзей
Вердыкт: У АСНОЎНЫМ НЯПРАЎДА
Статычныя магнітныя палі да 7 Тэсла (апараты МРТ) лічацца бяспечнымі. Ваша цела празрыстае для статычных магнітных палёў. Занепакоенасць існуе адносна вельмі хутка зменлівых палёў (індукаваныя токі) або палёў звыш 10 Тл. Поле Зямлі ў 50 мкТл цалкам бясшкоднае.
'Напружанасць' магнітнага поля азначае Тэсла
Вердыкт: ДВУХСЭНСОЎНА
Блытаніна! У фізіцы 'напружанасць магнітнага поля' канкрэтна азначае H-поле (А/м). Але ў гутарковай мове людзі кажуць 'моцнае магнітнае поле', маючы на ўвазе высокае B-поле (Тэсла). Заўсёды ўдакладняйце: B-поле ці H-поле?
Эрстэд і Гаус - гэта адно і тое ж
Вердыкт: НЯПРАЎДА (АЛЕ БЛІЗКА)
У вакууме: 1 Э ≈ 1 Гс лічбава, АЛЕ яны вымяраюць розныя велічыні! Эрстэд вымярае H-поле (намагнічваючую сілу), Гаус вымярае B-поле (шчыльнасць патоку). Гэта як блытаць сілу з энергіяй — яны выпадкова маюць падобныя лічбы ў паветры, але фізічна яны розныя.
Электрамагніты мацнейшыя за пастаянныя магніты
Вердыкт: ЗАЛЕЖЫЦЬ
Тыповыя электрамагніты: 0.1-2 Тл. Неадымавыя магніты: 1-1.4 Тл паля на паверхні. Але звышправодныя электрамагніты могуць дасягаць 20+ Тэсла, значна пераўзыходзячы любы пастаянны магніт. Электрамагніты перамагаюць у экстрэмальных палях; пастаянныя магніты — у кампактнасці і адсутнасці спажывання энергіі.
Магнітныя палі не могуць праходзіць праз матэрыялы
Вердыкт: НЯПРАЎДА
Магнітныя палі лёгка пранікаюць праз большасць матэрыялаў! Толькі звышправаднікі цалкам выцясняюць B-палі (эфект Мейснера), а матэрыялы з высокай пранікальнасцю (мю-метал) могуць перанакіроўваць сілавыя лініі. Вось чаму магнітнае экранаванне складанае — вы не можаце проста 'заблакаваць' палі, як гэта можна зрабіць з электрычнымі палямі.
Як вымяраць магнітныя палі
Датчык эфекту Хола
Дыяпазон: ад 1 мкТл да 10 Тл
Дакладнасць: ±1-5%
Вымярае: B-поле (Тэсла/Гаус)
Самы распаўсюджаны. Паўправадніковы чып, які выдае напружанне, прапарцыйнае B-полю. Выкарыстоўваецца ў смартфонах (компас), гаусметрах і датчыках становішча.
Перавагі: Недарагі, кампактны, вымярае статычныя палі
Недахопы: Адчувальны да тэмпературы, абмежаваная дакладнасць
Флюксгейт-магнітометр
Дыяпазон: ад 0.1 нТл да 1 мТл
Дакладнасць: ±0.1 нТл
Вымярае: B-поле (Тэсла)
Выкарыстоўвае насычэнне магнітнага стрыжня для выяўлення малюсенькіх змяненняў поля. Выкарыстоўваецца ў геафізіцы, навігацыі і касмічных місіях.
Перавагі: Надзвычай адчувальны, выдатна падыходзіць для слабых палёў
Недахопы: Не можа вымяраць высокія палі, даражэйшы
СКВІД (Звышправодны квантавы інтэрферэнцыйны прыбор)
Дыяпазон: ад 1 фТл да 1 мТл
Дакладнасць: ±0.001 нТл
Вымярае: B-поле (Тэсла)
Самы адчувальны магнітометр. Патрабуе астуджэння вадкім геліем. Выкарыстоўваецца ў МЭГ-сканаванні мозгу і фундаментальных фізічных даследаваннях.
Перавагі: Неперасягненая адчувальнасць (фемтатэсла!)
Недахопы: Патрабуе крыягеннага астуджэння, вельмі дарагі
Пошукавая шпуля (індукцыйная шпуля)
Дыяпазон: ад 10 мкТл да 10 Тл
Дакладнасць: ±2-10%
Вымярае: Змяненне B-поля (dB/dt)
Шпуля дроту, якая генеруе напружанне пры змене патоку. Не можа вымяраць статычныя палі — толькі пераменныя або рухомыя палі.
Перавагі: Просты, надзейны, здольны працаваць з высокімі палямі
Недахопы: Вымярае толькі зменлівыя палі, а не пастаянныя
Шпуля Рагоўскага
Дыяпазон: ад 1 А да 1 МА
Дакладнасць: ±1%
Вымярае: Ток (звязаны з H-полем)
Вымярае пераменны ток, выяўляючы магнітнае поле, якое ён стварае. Абгортваецца вакол правадніка без кантакту.
Перавагі: Неінвазіўны, шырокі дынамічны дыяпазон
Недахопы: Толькі пераменны ток, не вымярае поле наўпрост
Лепшыя практыкі пераўтварэння магнітнага поля
Лепшыя практыкі
- Ведайце тып вашага поля: B-поле (Тэсла, Гаус) і H-поле (А/м, Эрстэд) прынцыпова розныя
- Матэрыял мае значэнне: пераўтварэнне B↔H патрабуе ведання пранікальнасці. Мяркуйце вакуум, толькі калі ўпэўнены!
- Выкарыстоўвайце правільныя прэфіксы: мТл (мілітэсла), мкТл (мікратэсла), нТл (нанатэсла) для чытальнасці
- Памятайце: 1 Тэсла = 10,000 Гаус дакладна (пераўтварэнне СІ супраць СГС)
- У вакууме: 1 А/м ≈ 1.257 мкТл (памножыць на μ₀ = 4π×10⁻⁷)
- Для бяспекі МРТ: заўсёды выражайце ў Тэсла, а не ў Гаусах (міжнародны стандарт)
Распаўсюджаныя памылкі, якіх варта пазбягаць
- Блытаніна B-поля з H-полем: Тэсла вымярае B, А/м вымярае H — цалкам розныя!
- Пераўтварэнне А/м у Тэсла ў матэрыялах: патрабуе магнітнай пранікальнасці матэрыялу, а не толькі μ₀
- Выкарыстанне Гауса для моцных палёў: выкарыстоўвайце Тэсла для яснасці (1.5 Тл больш зразумела, чым 15,000 Гс)
- Меркаванне, што поле Зямлі роўнае 1 Гаусу: насамрэч яно складае 0.25-0.65 Гаус (25-65 мкТл)
- Забыванне пра напрамак: магнітныя палі — гэта вектары з велічынёй І напрамкам
- Няправільнае змешванне Эрстэда з А/м: 1 Э = 79.577 А/м (не круглае лік!)
Частыя пытанні
У чым розніца паміж Тэсла і Гаусам?
Тэсла (Тл) — адзінка СІ, Гаус (Гс) — адзінка СГС. 1 Тэсла = 10,000 Гаус дакладна. Тэсла пераважней для навуковых і медыцынскіх прымяненняў, у той час як Гаус усё яшчэ распаўсюджаны ў старой літаратуры і некаторых прамысловых кантэкстах.
Ці магу я пераўтварыць А/м у Тэсла наўпрост?
Толькі ў вакууме/паветры! У вакууме: B (Тэсла) = μ₀ × H (А/м), дзе μ₀ = 4π×10⁻⁷ ≈ 1.257×10⁻⁶ Тл·м/А. У магнітных матэрыялах, такіх як жалеза, вам патрэбна адносная магнітная пранікальнасць матэрыялу (μᵣ), якая можа быць ад 1 да 100,000+. Наш канвертар мяркуе вакуум.
Чаму існуюць два розныя вымярэнні магнітнага поля?
B-поле (шчыльнасць патоку) вымярае фактычную магнітную сілу, уключаючы ўплыў матэрыялу. H-поле (напружанасць поля) вымярае намагнічваючую сілу, якая стварае поле, незалежна ад матэрыялу. У вакууме B = μ₀H, але ў матэрыялах B = μ₀μᵣH, дзе μᵣ значна вар'іруецца.
Наколькі моцнае магнітнае поле Зямлі?
Поле Зямлі вагаецца ад 25 да 65 мікратэсла (0.25-0.65 Гаус) на паверхні. Яно самае слабае на экватары (~25 мкТл) і самае моцнае на магнітных полюсах (~65 мкТл). Гэтага дастаткова, каб арыентаваць стрэлкі компаса, але ў 20,000-280,000 разоў слабей, чым у апаратах МРТ.
Ці з'яўляецца 1 Тэсла моцным магнітным полем?
Так! 1 Тэсла прыкладна ў 20,000 разоў мацней за поле Зямлі. Магніты на халадзільніку маюць ~0.001 Тл (10 Гс). Апараты МРТ выкарыстоўваюць 1.5-7 Тл. Самыя моцныя лабараторныя магніты дасягаюць ~45 Тл. Толькі нейтронныя зоркі перавышаюць мільёны Тэсла.
Якая сувязь паміж Эрстэдам і А/м?
1 Эрстэд (Э) = 1000/(4π) А/м ≈ 79.577 А/м. Эрстэд — гэта адзінка СГС для H-поля, у той час як А/м — гэта адзінка СІ. Каэфіцыент пераўтварэння паходзіць з вызначэння ампера і электрамагнітных адзінак СГС.
Чаму апараты МРТ выкарыстоўваюць Тэсла, а не Гаус?
Міжнародныя стандарты (IEC, FDA) патрабуюць выкарыстання Тэсла для медыцынскай візуалізацыі. Гэта дазваляе пазбегнуць блытаніны (1.5 Тл супраць 15,000 Гс) і адпавядае адзінкам СІ. Зоны бяспекі МРТ вызначаюцца ў Тэсла (рэкамендацыі 0.5 мТл, 3 мТл).
Ці могуць быць магнітныя палі небяспечнымі?
Статычныя палі >1 Тл могуць перашкаджаць працы кардыёстымулятараў і прыцягваць ферамагнітныя аб'екты (небяспека снарада). Зменлівыя ў часе палі могуць індукаваць токі (стымуляцыя нерваў). Пратаколы бяспекі МРТ строга кантралююць уздзеянне. Поле Зямлі і тыповыя магніты (<0.01 Тл) лічацца бяспечнымі.
Поўны Даведнік Інструментаў
Усе 71 інструменты, даступныя на UNITS