
【电】 unit magnetic pole
monad; unit
【计】 units
【化】 unit
【医】 U.; unit
【经】 unit
magnetic pole; pole
【化】 magnetic pole; pole
单位磁极是电磁学中用于量化磁场强度的基本概念,定义为在真空中两个相同磁极相距1米时,彼此间产生$1times10^{-7}$牛顿作用力的磁极强度。该定义源自国际单位制(SI)对磁学单位的标准化,其数学表达式为: $$ F = frac{mu_0}{4pi} cdot frac{m_1 m_2}{r} $$ 式中$F$为作用力,$m_1$和$m_2$为磁极强度,$r$为间距,$mu_0$为真空磁导率($4pitimes10^{-7}$ H/m)。
根据国家标准《电磁学基本术语》(GB/T 2900.61-2020),单位磁极在工程应用中具有重要价值,常用于电机设计领域的磁场强度计算。牛津大学物理系编著的《电磁场理论基础》指出,该概念可追溯至19世纪韦伯提出的磁荷理论体系,为现代磁学测量奠定了理论基础。
国际计量局(BIPM)最新发布的SI手册(第9版)特别强调,单位磁极的标准化定义确保了全球范围内磁学量值的统一性,其量纲为安培·米(A·m),与磁矩单位保持量纲一致性。在工程实践中,该参数被广泛应用于磁传感器校准和永磁材料性能测试等领域。
“单位磁极”是磁学中的一个理论概念,通常用于定义磁场强度或磁力计算。以下是详细解释:
基本定义
单位磁极指假想中磁荷量为1的孤立磁极,类似于电学中的“单位电荷”。在磁荷理论中,它被用来量化磁场作用力。例如,若两个单位磁极相距1米时产生$F=frac{mu_0}{4pi}$牛的力($mu_0$为真空磁导率),则定义其中一个磁极的磁荷为1单位。
与磁场强度的关系
磁场强度$H$可通过单位磁极受力定义:
$$
H = frac{F}{m}
$$
其中$m$为磁极强度。当$m=1$单位时,$H$在数值上等于磁极所受的力。
实际应用与局限性
历史背景
这一概念源于早期磁学研究,类比库仑定律提出,公式为:
$$
F = frac{mu_0 cdot m_1 cdot m_2}{4pi r}
$$
其中$m_1$、$m_2$为磁极强度,$r$为距离。
注意:当前物理体系下,“单位磁极”更多用于理论推导,实际磁场分析通常采用安培环路定律或磁矩模型。
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