
【化】 intensity of magnetization; magnetic induction; magnetization
磁感應強度(Magnetic Flux Density)是描述磁場強弱和方向的基本物理量,其英文對應術語在《電工術語 電磁學》(GB/T 2900.1-2008)中被定義為"矢量場量,其作用在帶電粒子上的力等于粒子電荷與粒子速度與該場量矢量積的乘積"。根據國際單位制(SI),磁感應強度的标準單位為特斯拉(T),1特斯拉相當于1韋伯/平方米(Wb/m²)。該定義源自麥克斯韋方程組中安培定律與法拉第電磁感應定律的數學表達,其基本公式可表示為: $$ mathbf{B} = mu_0(mathbf{H} + mathbf{M}) $$ 其中μ₀為真空磁導率,H為磁場強度,M為磁化強度。
在工程應用中,磁感應強度的測量通常通過霍爾效應傳感器或磁阻效應器件實現。根據《電磁測量技術手冊》(機械工業出版社,2019版),典型材料的磁感應強度範圍涵蓋:地球磁場約50μT,醫用MRI設備1.5-3T,以及實驗室超導磁體可達45T。該參數的精确控制對電機設計、磁存儲設備和粒子加速器等現代技術具有決定性作用。
磁感應強度是描述磁場性質的核心物理量,用符號( mathbf{B} )表示,其定義為:
物理意義
磁感應強度表示磁場中某一點的磁場強弱和方向。方向由磁場對小磁針N極的作用力方向決定,大小等于垂直于磁場方向的單位電流元所受的安培力與其電流和長度的乘積之比,即:
$$
B = frac{F}{I cdot L cdot sintheta}
$$
其中,( F )為導線所受的力,( I )為電流,( L )為導線長度,( theta )為電流方向與磁場方向的夾角。
單位與量綱
國際單位制中,磁感應強度的單位是特斯拉(T),1特斯拉等于1牛頓/(安培·米)。較小單位高斯(G)常用于弱磁場描述,1特斯拉=10⁴高斯。
方向判定
磁場方向遵循右手螺旋定則:
典型數值
相關公式
磁感應強度與磁場強度( mathbf{H} )的區别在于:( mathbf{B} )包含介質磁化影響(( mathbf{B} = mu_0 (mathbf{H} + mathbf{M}) ),( mathbf{M} )為磁化強度),而( mathbf{H} )僅與自由電流相關。
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