
【化】 intensity of magnetization; magnetic induction; magnetization
磁感应强度(Magnetic Flux Density)是描述磁场强弱和方向的基本物理量,其英文对应术语在《电工术语 电磁学》(GB/T 2900.1-2008)中被定义为"矢量场量,其作用在带电粒子上的力等于粒子电荷与粒子速度与该场量矢量积的乘积"。根据国际单位制(SI),磁感应强度的标准单位为特斯拉(T),1特斯拉相当于1韦伯/平方米(Wb/m²)。该定义源自麦克斯韦方程组中安培定律与法拉第电磁感应定律的数学表达,其基本公式可表示为: $$ mathbf{B} = mu_0(mathbf{H} + mathbf{M}) $$ 其中μ₀为真空磁导率,H为磁场强度,M为磁化强度。
在工程应用中,磁感应强度的测量通常通过霍尔效应传感器或磁阻效应器件实现。根据《电磁测量技术手册》(机械工业出版社,2019版),典型材料的磁感应强度范围涵盖:地球磁场约50μT,医用MRI设备1.5-3T,以及实验室超导磁体可达45T。该参数的精确控制对电机设计、磁存储设备和粒子加速器等现代技术具有决定性作用。
磁感应强度是描述磁场性质的核心物理量,用符号( mathbf{B} )表示,其定义为:
物理意义
磁感应强度表示磁场中某一点的磁场强弱和方向。方向由磁场对小磁针N极的作用力方向决定,大小等于垂直于磁场方向的单位电流元所受的安培力与其电流和长度的乘积之比,即:
$$
B = frac{F}{I cdot L cdot sintheta}
$$
其中,( F )为导线所受的力,( I )为电流,( L )为导线长度,( theta )为电流方向与磁场方向的夹角。
单位与量纲
国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉(T),1特斯拉等于1牛顿/(安培·米)。较小单位高斯(G)常用于弱磁场描述,1特斯拉=10⁴高斯。
方向判定
磁场方向遵循右手螺旋定则:
典型数值
相关公式
磁感应强度与磁场强度( mathbf{H} )的区别在于:( mathbf{B} )包含介质磁化影响(( mathbf{B} = mu_0 (mathbf{H} + mathbf{M}) ),( mathbf{M} )为磁化强度),而( mathbf{H} )仅与自由电流相关。
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