Magneettikentän Muunnin
Magneettikenttämuunnin: Tesla, Gauss, A/m, Oersted - Täydellinen opas magneettivuon tiheyteen ja kentänvoimakkuuteen
Magneettikentät ovat näkymättömiä voimia, jotka ympäröivät magneetteja, sähkövirtoja ja jopa koko planeettaamme. Magneettikentän yksiköiden ymmärtäminen on välttämätöntä sähköinsinööreille, fyysikoille, MRI-teknikoille ja kaikille, jotka työskentelevät sähkömagneettien tai moottoreiden parissa. Mutta tässä on ratkaiseva ero, jonka useimmat ihmiset ohittavat: on olemassa KAKSI perustavanlaatuisesti erilaista magneettista mittausta – B-kenttä (vuon tiheys) ja H-kenttä (kentänvoimakkuus) – ja niiden välillä muuntaminen vaatii materiaalin magneettisten ominaisuuksien tuntemusta. Tämä opas selittää Teslan, Gaussin, A/m:n, Oerstedin ja magneettikentän mittausten taustalla olevan fysiikan.
Mikä on magneettikenttä?
Magneettikenttä on vektorikenttä, joka kuvaa magneettista vaikutusta liikkuviin sähkövarauksiin, sähkövirtoihin ja magneettisiin materiaaleihin. Magneettikentät syntyvät liikkuvista varauksista (sähkövirroista) ja alkeishiukkasten (kuten elektronien) sisäisistä magneettisista momenteista.
Kaksi magneettikentän suuretta
B-kenttä (Magneettivuon tiheys)
Mittaa todellista magneettista voimaa, jonka liikkuva varaus kokee. Sisältää materiaalin vaikutuksen. Yksiköt: Tesla (T), Gauss (G), Weber/m².
Kaava: F = q(v × B)
missä: F = voima, q = varaus, v = nopeus, B = vuon tiheys
H-kenttä (Magneettikentän voimakkuus)
Mittaa kentän luovan magnetisoivan voiman riippumatta materiaalista. Yksiköt: Ampeeri/metri (A/m), Oersted (Oe).
Kaava: H = B/μ₀ - M (tyhjiössä: H = B/μ₀)
missä: μ₀ = vapaan tilan permeabiliteetti = 1.257×10⁻⁶ T·m/A, M = magnetoituma
Tyhjiössä tai ilmassa: B = μ₀ × H. Magneettisissa materiaaleissa: B = μ₀ × μᵣ × H, missä μᵣ on suhteellinen permeabiliteetti (1 ilmalle, jopa 100 000+ joillekin materiaaleille!)
Pikatietoja magneettikentästä
Maan magneettikenttä on pinnalla noin 25-65 mikroteslaa (0.25-0.65 Gaussia) – riittävästi kompassin neulan kääntämiseen
Jääkaappimagneetti tuottaa noin 0.001 Teslaa (10 Gaussia) pinnallaan
MRI-laitteet käyttävät 1.5 - 7 Teslaa – jopa 140 000 kertaa voimakkaammin kuin Maan kenttä!
Vahvin laboratoriossa koskaan luotu jatkuva magneettikenttä: 45.5 Teslaa (Florida State University)
Neutronitähdillä on jopa 100 miljoonan Teslan magneettikentät – maailmankaikkeuden voimakkaimmat
Ihmisaivot tuottavat noin 1-10 pikoteslan magneettikenttiä, jotka voidaan mitata MEG-kuvauksella
Maglev-junat käyttävät 1-4 Teslan magneettikenttiä leijuttamaan ja liikuttamaan junia yli 600 km/h nopeudella
1 Tesla = 10 000 Gaussia tarkalleen (määritelty suhde SI- ja CGS-järjestelmien välillä)
Muunnoskaavat - Kuinka muuntaa magneettikentän yksiköitä
Magneettikentän muunnokset jaetaan kahteen luokkaan: B-kentän (vuon tiheys) muunnokset ovat suoraviivaisia, kun taas B-kentän ↔ H-kentän muunnokset vaativat materiaalin ominaisuuksia.
B-kentän (vuon tiheys) muunnokset - Tesla ↔ Gauss
Perusyksikkö: Tesla (T) = 1 Weber/m² = 1 kg/(A·s²)
| Mistä | Mihin | Kaava | Esimerkki |
|---|---|---|---|
| T | G | G = T × 10,000 | 0.001 T = 10 G |
| G | T | T = G ÷ 10,000 | 1 G = 0.0001 T |
| T | mT | mT = T × 1,000 | 0.001 T = 1 mT |
| T | µT | µT = T × 1,000,000 | 0.00005 T = 50 µT |
| G | mG | mG = G × 1,000 | 0.5 G = 500 mG |
Nopea vinkki: Muista: 1 T = 10 000 G tarkalleen. Maan kenttä ≈ 50 µT = 0.5 G.
Käytännössä: MRI-kuvaus: 1.5 T = 15 000 G. Jääkaappimagneetti: 0.01 T = 100 G.
H-kentän (kentänvoimakkuus) muunnokset - A/m ↔ Oersted
Perusyksikkö: Ampeeri metriä kohti (A/m) - SI-yksikkö magnetisoivalle voimalle
| Mistä | Mihin | Kaava | Esimerkki |
|---|---|---|---|
| Oe | A/m | A/m = Oe × 79.5775 | 1 Oe = 79.58 A/m |
| A/m | Oe | Oe = A/m ÷ 79.5775 | 1000 A/m = 12.57 Oe |
| kA/m | Oe | Oe = kA/m × 12.566 | 10 kA/m = 125.7 Oe |
Nopea vinkki: 1 Oersted ≈ 79.58 A/m. Käytetään sähkömagneettien suunnittelussa ja magneettisessa tallennuksessa.
Käytännössä: Kiintolevyn koersiivisuus: 200-300 kA/m. Sähkömagneetti: 1000-10000 A/m.
B-kentän ↔ H-kentän muuntaminen (VAIN TYHJIÖSSÄ)
| Mistä | Mihin | Kaava | Esimerkki |
|---|---|---|---|
| A/m | T | T = A/m × μ₀ = A/m × 1.257×10⁻⁶ | 1000 A/m = 0.001257 T |
| T | A/m | A/m = T ÷ μ₀ = T ÷ 1.257×10⁻⁶ | 0.001 T = 795.8 A/m |
| Oe | G | G ≈ Oe (tyhjiössä) | 1 Oe ≈ 1 G ilmassa |
| Oe | T | T = Oe × 0.0001 | 100 Oe = 0.01 T |
Materiaalikaava: Materiaaleissa: B = μ₀ × μᵣ × H, missä μᵣ = suhteellinen permeabiliteetti
μᵣ-arvoja yleisille materiaaleille
| Materiaali | μᵣ-arvo |
|---|---|
| Tyhjiö, ilma | 1.0 |
| Alumiini, kupari | ~1.0 |
| Nikkeli | 100-600 |
| Pehmeä teräs | 200-2,000 |
| Piiteräs | 1,500-7,000 |
| Permalloy | 8,000-100,000 |
| Supermalloy | up to 1,000,000 |
Raudassa (μᵣ ≈ 2000), 1000 A/m luo 2.5 T, ei 0.00126 T!
KRIITTISTÄ: B-kentän ja H-kentän eron ymmärtäminen
B:n ja H:n sekoittaminen voi johtaa katastrofaalisiin virheisiin sähkömagneettien suunnittelussa, moottorilaskelmissa ja magneettisessa suojauksessa!
- B-kenttä (Tesla, Gauss) on se, mitä MITTAAT gaussimittarilla tai Hall-anturilla
- H-kenttä (A/m, Oersted) on se, mitä SOVELLAT virralla kelojen läpi
- Ilmassa: 1 Oe ≈ 1 G ja 1 A/m = 1.257 µT (muuntimemme käyttää tätä)
- Raudassa: sama H-kenttä tuottaa 1000 kertaa voimakkaamman B-kentän materiaalin magnetisoitumisen vuoksi!
- MRI-määritykset käyttävät B-kenttää (Tesla), koska se vaikuttaa kehoon
- Sähkömagneettien suunnittelu käyttää H-kenttää (A/m), koska virta luo sen
Kunkin magneettikentän yksikön ymmärtäminen
Tesla (T)(B-kenttä)
Määritelmä: Magneettivuon tiheyden SI-yksikkö. 1 T = 1 Weber/m² = 1 kg/(A·s²)
Nimetty henkilön mukaan: Nikola Tesla (1856-1943), keksijä ja sähköinsinööri
Käyttö: MRI-laitteet, tutkimusmagneetit, moottorien tekniset tiedot
Tyypilliset arvot: Maa: 50 µT | Jääkaappimagneetti: 10 mT | MRI: 1.5-7 T
Gauss (G)(B-kenttä)
Määritelmä: Magneettivuon tiheyden CGS-yksikkö. 1 G = 10⁻⁴ T = 100 µT
Nimetty henkilön mukaan: Carl Friedrich Gauss (1777-1855), matemaatikko ja fyysikko
Käyttö: Vanhemmat laitteet, geofysiikka, teollisuuden gaussimittarit
Tyypilliset arvot: Maa: 0.5 G | Kaiutinmagneetti: 1-2 G | Neodyymimagneetti: 1000-3000 G
Ampeeri metriä kohti (A/m)(H-kenttä)
Määritelmä: Magneettikentän voimakkuuden SI-yksikkö. Virta pituusyksikköä kohti, joka luo kentän.
Käyttö: Sähkömagneettien suunnittelu, kelalaskelmat, magneettisten materiaalien testaus
Tyypilliset arvot: Maa: 40 A/m | Solenoidi: 1000-10000 A/m | Teollisuusmagneetti: 100 kA/m
Oersted (Oe)(H-kenttä)
Määritelmä: Magneettikentän voimakkuuden CGS-yksikkö. 1 Oe = 79.5775 A/m
Nimetty henkilön mukaan: Hans Christian Ørsted (1777-1851), löysi sähkömagnetismin
Käyttö: Magneettinen tallennus, kestomagneettien tekniset tiedot, hystereesikäyrät
Tyypilliset arvot: Kiintolevyn koersiivisuus: 2000-4000 Oe | Kestomagneetti: 500-2000 Oe
Mikrotesla (µT)(B-kenttä)
Määritelmä: Yksi miljoonasosa Teslasta. 1 µT = 10⁻⁶ T = 0.01 G
Käyttö: Geofysiikka, navigointi, EMF-mittaukset, biomagnetismi
Tyypilliset arvot: Maan kenttä: 25-65 µT | Aivot (MEG): 0.00001 µT | Voimalinjat: 1-10 µT
Gamma (γ)(B-kenttä)
Määritelmä: Yhtä suuri kuin 1 nanotesla. 1 γ = 1 nT = 10⁻⁹ T. Käytetään geofysiikassa.
Käyttö: Magneettiset tutkimukset, arkeologia, mineraalien etsintä
Tyypilliset arvot: Magneettisten poikkeamien havaitseminen: 1-100 γ | Päivittäinen vaihtelu: ±30 γ
Sähkömagnetismin löytäminen
1820 — Hans Christian Ørsted
Sähkömagnetismi
Luentodemonstraation aikana Ørsted huomasi kompassin neulan kääntyvän virtaa johtavan langan lähellä. Tämä oli ensimmäinen havainto, joka yhdisti sähkön ja magnetismin. Hän julkaisi löytönsä latinaksi, ja muutamassa viikossa tutkijat ympäri Eurooppaa toistivat kokeen.
Todisti, että sähkövirrat luovat magneettikenttiä, perustaen sähkömagnetismin alan
1831 — Michael Faraday
Sähkömagneettinen induktio
Faraday havaitsi, että muuttuvat magneettikentät luovat sähkövirtoja. Magneetin liikuttaminen lankakelan läpi tuotti sähköä – periaate, joka on nykyään jokaisen sähkögeneraattorin ja muuntajan takana.
Mahdollisti sähköntuotannon, muuntajat ja modernin sähköverkon
1873 — James Clerk Maxwell
Yhdistetty sähkömagneettinen teoria
Maxwellin yhtälöt yhdistivät sähkön, magnetismin ja valon yhdeksi teoriaksi. Hän esitteli B-kentän ja H-kentän käsitteet erillisinä suureina, osoittaen, että valo on sähkömagneettinen aalto.
Ennusti sähkömagneettisia aaltoja, mikä johti radioon, tutkaan ja langattomaan viestintään
1895 — Hendrik Lorentz
Lorentzin voiman laki
Kuvasi voiman, joka kohdistuu magneetti- ja sähkökentissä liikkuvaan varattuun hiukkaseen: F = q(E + v × B). Tämä kaava on perustavanlaatuinen moottoreiden, hiukkaskiihdyttimien ja katodisädeputkien toiminnan ymmärtämiseksi.
Perusta hiukkasten liikkeen ymmärtämiselle kentissä, massaspektrometrialle ja plasmafysiikalle
1908 — Heike Kamerlingh Onnes
Suprajohtavuus
Jäähdyttämällä elohopean 4.2 K:een Onnes havaitsi sen sähkövastuksen katoavan kokonaan. Suprajohteet karkottavat magneettikenttiä (Meissnerin ilmiö), mikä mahdollistaa erittäin voimakkaat magneetit ilman energiahäviötä.
Johti MRI-laitteisiin, Maglev-juniin ja hiukkaskiihdytinmagneetteihin, jotka tuottavat yli 10 Teslan kenttiä
1960 — Theodore Maiman
Ensimmäinen laser
Vaikka se ei liittynyt suoraan magnetismiin, laserit mahdollistivat tarkat magneettikenttämittaukset magneto-optisten ilmiöiden, kuten Faradayn kierron ja Zeemanin ilmiön, avulla.
Mullisti magneettikenttien tunnistamisen, optiset erottimet ja magneettisen tiedontallennuksen
1971 — Raymond Damadian
MRI-lääketieteellinen kuvantaminen
Damadian havaitsi, että syöpäkudoksella on erilaiset magneettiset relaksaatioajat kuin terveellä kudoksella. Tämä johti MRI-kuvaukseen (magneettikuvaus), jossa käytetään 1.5-7 Teslan kenttiä yksityiskohtaisten kehonkuvien luomiseksi ilman säteilyä.
Mullisti lääketieteellisen diagnostiikan, mahdollistaen pehmytkudosten, aivojen ja elinten ei-invasiivisen kuvantamisen
Magneettikenttien sovellukset todellisessa maailmassa
Lääketieteellinen kuvantaminen ja hoito
MRI-skannerit
Kentänvoimakkuus: 1.5-7 Teslaa
Luo yksityiskohtaisia 3D-kuvia pehmytkudoksista, aivoista ja elimistä
MEG (Magnetoenkefalografia)
Kentänvoimakkuus: 1-10 pikoteslaa
Mittaa aivojen toimintaa havaitsemalla hermosolujen pieniä magneettikenttiä
Magneettinen hypertermia
Kentänvoimakkuus: 0.01-0.1 Teslaa
Kuumennaa magneettisia nanohiukkasia kasvaimissa tappaakseen syöpäsoluja
TMS (Transkraniaalinen magneettistimulaatio)
Kentänvoimakkuus: 1-2 Teslan pulssit
Hoitaa masennusta stimuloimalla aivoalueita magneettisilla pulsseilla
Liikenne
Maglev-junat
Kentänvoimakkuus: 1-4 Teslaa
Leijuttaa ja liikuttaa junia yli 600 km/h nopeudella ilman kitkaa
Sähkömoottorit
Kentänvoimakkuus: 0.5-2 Teslaa
Muuntaa sähköenergian mekaaniseksi liikkeeksi sähköautoissa, kodinkoneissa, roboteissa
Magneettilaakerit
Kentänvoimakkuus: 0.1-1 Teslaa
Kitkaton tuki nopeille turbiineille ja vauhtipyörille
Tiedontallennus ja elektroniikka
Kiintolevyt
Kentänvoimakkuus: 200-300 kA/m koersiivisuus
Tallentaa dataa magneettisiin domeeneihin; lukupäät havaitsevat 0.1-1 mT kenttiä
Magneettinen RAM (MRAM)
Kentänvoimakkuus: 10-100 mT
Haihtumaton muisti, joka käyttää magneettisia tunneliliitoksia
Luottokortit
Kentänvoimakkuus: 300-400 Oe
Magneettiraidat, joihin on koodattu tilitietoja
Yleisiä myyttejä ja väärinkäsityksiä magneettikentistä
Tesla ja Gauss mittaavat eri asioita
Johtopäätös: VÄÄRIN
Molemmat mittaavat samaa asiaa (B-kenttä/vuon tiheys), vain eri yksikköjärjestelmissä. Tesla on SI, Gauss on CGS. 1 T = 10 000 G tarkalleen. Ne ovat yhtä vaihdettavissa kuin metrit ja jalat.
Voit vapaasti muuntaa A/m:n ja Teslan välillä
Johtopäätös: EHDollisesti
Totta vain tyhjiössä/ilmassa! Magneettisissa materiaaleissa muunnos riippuu permeabiliteetista μᵣ. Raudassa (μᵣ~2000) 1000 A/m luo 2.5 T, ei 0.00126 T. Ilmoita aina oletuksesi, kun muunnat B:n ↔ H:n välillä.
Magneettikentät ovat vaarallisia ihmisille
Johtopäätös: PÄÄOSIN VÄÄRIN
Staattiset magneettikentät jopa 7 Teslaan (MRI-laitteet) asti ovat turvallisia. Kehosi on läpinäkyvä staattisille magneettikentille. Huolta aiheuttavat erittäin nopeasti muuttuvat kentät (indusoidut virrat) tai yli 10 T:n kentät. Maan 50 µT kenttä on täysin vaaraton.
Magneettikentän 'voimakkuus' tarkoittaa Teslaa
Johtopäätös: MONITULKINTAINEN
Hämmentävää! Fysiikassa 'magneettikentän voimakkuus' tarkoittaa nimenomaan H-kenttää (A/m). Mutta puhekielessä ihmiset sanovat 'voimakas magneettikenttä' tarkoittaen korkeaa B-kenttää (Tesla). Selvennä aina: B-kenttä vai H-kenttä?
Oersted ja Gauss ovat sama asia
Johtopäätös: VÄÄRIN (MUTTA LÄHELLÄ)
Tyhjiössä: 1 Oe ≈ 1 G numeerisesti, MUTTA ne mittaavat eri suureita! Oersted mittaa H-kenttää (magnetisoiva voima), Gauss mittaa B-kenttää (vuon tiheys). Se on kuin sekoittaisi voiman ja energian – niillä sattuu olemaan samanlaiset numerot ilmassa, mutta ne ovat fyysisesti erilaisia.
Sähkömagneetit ovat voimakkaampia kuin kestomagneetit
Johtopäätös: RIIPPUU
Tyypilliset sähkömagneetit: 0.1-2 T. Neodyymimagneetit: 1-1.4 T pintakenttä. Mutta suprajohtavat sähkömagneetit voivat saavuttaa yli 20 Teslaa, ylittäen kirkkaasti minkä tahansa kestomagneetin. Sähkömagneetit voittavat äärimmäisissä kentissä; kestomagneetit voittavat kompaktissa koossa ja virrankulutuksen puutteessa.
Magneettikentät eivät voi läpäistä materiaaleja
Johtopäätös: VÄÄRIN
Magneettikentät läpäisevät useimmat materiaalit helposti! Vain suprajohteet karkottavat B-kentät kokonaan (Meissnerin ilmiö), ja korkean permeabiliteetin materiaalit (mu-metalli) voivat ohjata kenttäviivoja. Siksi magneettinen suojaus on vaikeaa – et voi vain 'estää' kenttiä kuten sähkökenttiä.
Miten magneettikenttiä mitataan
Hall-efektianturi
Alue: 1 µT - 10 T
Tarkkuus: ±1-5%
Mittaa: B-kenttä (Tesla/Gauss)
Yleisin. Puolijohdesiru, joka antaa B-kentälle verrannollisen jännitteen. Käytetään älypuhelimissa (kompassi), gaussimittareissa ja paikka-antureissa.
Edut: Edullinen, kompakti, mittaa staattisia kenttiä
Haitat: Lämpötilaherkkä, rajoitettu tarkkuus
Fluxgate-magnetometri
Alue: 0.1 nT - 1 mT
Tarkkuus: ±0.1 nT
Mittaa: B-kenttä (Tesla)
Käyttää magneettisen ytimen kyllästymistä havaitakseen pieniä kentänmuutoksia. Käytetään geofysiikassa, navigoinnissa ja avaruuslennoilla.
Edut: Erittäin herkkä, sopii heikoille kentille
Haitat: Ei voi mitata korkeita kenttiä, kalliimpi
SQUID (Suprajohtava kvantti-interferenssilaite)
Alue: 1 fT - 1 mT
Tarkkuus: ±0.001 nT
Mittaa: B-kenttä (Tesla)
Herkkin magnetometri. Vaatii nestemäistä heliumjäähdytystä. Käytetään MEG-aivokuvauksissa ja perustutkimuksessa.
Edut: Verraton herkkyys (femtotesla!)
Haitat: Vaatii kryogeenisen jäähdytyksen, erittäin kallis
Hakukela (Induktiokela)
Alue: 10 µT - 10 T
Tarkkuus: ±2-10%
Mittaa: Muutos B-kentässä (dB/dt)
Lankakela, joka tuottaa jännitteen vuon muuttuessa. Ei voi mitata staattisia kenttiä – vain vaihtovirta- tai liikkuvia kenttiä.
Edut: Yksinkertainen, kestävä, pystyy käsittelemään suuria kenttiä
Haitat: Mittaa vain muuttuvia kenttiä, ei tasavirtaa
Rogowski-kela
Alue: 1 A - 1 MA
Tarkkuus: ±1%
Mittaa: Virta (liittyy H-kenttään)
Mittaa vaihtovirtaa havaitsemalla sen luoman magneettikentän. Kääritään johtimen ympärille ilman kosketusta.
Edut: Ei-invasiivinen, laaja dynaaminen alue
Haitat: Vain vaihtovirta, ei mittaa kenttää suoraan
Magneettikentän muuntamisen parhaat käytännöt
Parhaat käytännöt
- Tunne kenttätyyppisi: B-kenttä (Tesla, Gauss) vs. H-kenttä (A/m, Oersted) ovat perustavanlaatuisesti erilaisia
- Materiaalilla on väliä: B↔H-muunnos vaatii permeabiliteetin tuntemista. Oleta tyhjiö vain, jos olet varma!
- Käytä oikeita etuliitteitä: mT (millitesla), µT (mikrotesla), nT (nanotesla) luettavuuden parantamiseksi
- Muista 1 Tesla = 10 000 Gaussia tarkalleen (SI vs. CGS -muunnos)
- Tyhjiössä: 1 A/m ≈ 1.257 µT (kerro μ₀ = 4π×10⁻⁷)
- MRI-turvallisuuden vuoksi: ilmaise aina Tesloina, ei Gausseina (kansainvälinen standardi)
Vältettävät yleiset virheet
- B-kentän ja H-kentän sekoittaminen: Tesla mittaa B:tä, A/m mittaa H:ta – täysin eri asioita!
- A/m:n muuntaminen Teslaksi materiaaleissa: Vaatii materiaalin permeabiliteetin, ei vain μ₀
- Gaussin käyttö voimakkaille kentille: Käytä Teslaa selkeyden vuoksi (1.5 T on selkeämpi kuin 15 000 G)
- Oletus, että Maan kenttä on 1 Gauss: Se on todellisuudessa 0.25-0.65 Gaussia (25-65 µT)
- Suunnan unohtaminen: Magneettikentät ovat vektoreita, joilla on sekä suuruus ETTÄ suunta
- Oerstedin ja A/m:n virheellinen sekoittaminen: 1 Oe = 79.577 A/m (ei pyöreä luku!)
Usein kysytyt kysymykset
Mitä eroa on Teslalla ja Gaussilla?
Tesla (T) on SI-yksikkö, Gauss (G) on CGS-yksikkö. 1 Tesla = 10 000 Gaussia tarkalleen. Teslaa suositaan tieteellisissä ja lääketieteellisissä sovelluksissa, kun taas Gauss on edelleen yleinen vanhemmassa kirjallisuudessa ja joissakin teollisissa yhteyksissä.
Voinko muuntaa A/m:n suoraan Teslaksi?
Vain tyhjiössä/ilmassa! Tyhjiössä: B (Tesla) = μ₀ × H (A/m), missä μ₀ = 4π×10⁻⁷ ≈ 1.257×10⁻⁶ T·m/A. Magneettisissa materiaaleissa, kuten raudassa, tarvitset materiaalin suhteellisen permeabiliteetin (μᵣ), joka voi olla 1 - 100 000+. Muuntimemme olettaa tyhjiön.
Miksi magneettikentälle on kaksi erilaista mittausta?
B-kenttä (vuon tiheys) mittaa todellista koettua magneettista voimaa, mukaan lukien materiaalin vaikutukset. H-kenttä (kentänvoimakkuus) mittaa kentän luovan magnetisoivan voiman, riippumatta materiaalista. Tyhjiössä B = μ₀H, mutta materiaaleissa B = μ₀μᵣH, missä μᵣ vaihtelee valtavasti.
Kuinka voimakas on Maan magneettikenttä?
Maan kenttä vaihtelee pinnalla 25-65 mikroteslan (0.25-0.65 Gaussia) välillä. Se on heikoin päiväntasaajalla (~25 µT) ja voimakkain magneettisilla navoilla (~65 µT). Tämä on riittävän voimakas suuntaamaan kompassin neulat, mutta 20 000-280 000 kertaa heikompi kuin MRI-laitteet.
Onko 1 Tesla voimakas magneettikenttä?
Kyllä! 1 Tesla on noin 20 000 kertaa voimakkaampi kuin Maan kenttä. Jääkaappimagneetit ovat ~0.001 T (10 G). MRI-laitteet käyttävät 1.5-7 T. Vahvimmat laboratoriomagneetit saavuttavat ~45 T. Vain neutronitähdet ylittävät miljoonia Tesloja.
Mikä on Oerstedin ja A/m:n välinen suhde?
1 Oersted (Oe) = 1000/(4π) A/m ≈ 79.577 A/m. Oersted on CGS-yksikkö H-kentälle, kun taas A/m on SI-yksikkö. Muuntokerroin tulee ampeerin ja CGS-sähkömagneettisten yksiköiden määritelmistä.
Miksi MRI-laitteet käyttävät Teslaa, eivät Gaussia?
Kansainväliset standardit (IEC, FDA) vaativat Teslaa lääketieteellisessä kuvantamisessa. Tämä välttää sekaannuksen (1.5 T vs. 15 000 G) ja on yhdenmukainen SI-yksiköiden kanssa. MRI-turvallisuusalueet määritellään Tesloina (0.5 mT, 3 mT ohjeet).
Voivatko magneettikentät olla vaarallisia?
Staattiset kentät >1 T voivat häiritä sydämentahdistimia ja vetää puoleensa ferromagneettisia esineitä (ammusvaara). Ajan myötä muuttuvat kentät voivat indusoida virtoja (hermostimulaatio). MRI-turvallisuusprotokollat valvovat altistumista tarkasti. Maan kenttä ja tyypilliset magneetit (<0.01 T) ovat turvallisia.
Täydellinen Työkaluhakemisto
Kaikki 71 työkalua saatavilla UNITSissa