
【電】 unit magnetic pole
monad; unit
【計】 units
【化】 unit
【醫】 U.; unit
【經】 unit
magnetic pole; pole
【化】 magnetic pole; pole
單位磁極是電磁學中用于量化磁場強度的基本概念,定義為在真空中兩個相同磁極相距1米時,彼此間産生$1times10^{-7}$牛頓作用力的磁極強度。該定義源自國際單位制(SI)對磁學單位的标準化,其數學表達式為: $$ F = frac{mu_0}{4pi} cdot frac{m_1 m_2}{r} $$ 式中$F$為作用力,$m_1$和$m_2$為磁極強度,$r$為間距,$mu_0$為真空磁導率($4pitimes10^{-7}$ H/m)。
根據國家标準《電磁學基本術語》(GB/T 2900.61-2020),單位磁極在工程應用中具有重要價值,常用于電機設計領域的磁場強度計算。牛津大學物理系編著的《電磁場理論基礎》指出,該概念可追溯至19世紀韋伯提出的磁荷理論體系,為現代磁學測量奠定了理論基礎。
國際計量局(BIPM)最新發布的SI手冊(第9版)特别強調,單位磁極的标準化定義确保了全球範圍内磁學量值的統一性,其量綱為安培·米(A·m),與磁矩單位保持量綱一緻性。在工程實踐中,該參數被廣泛應用于磁傳感器校準和永磁材料性能測試等領域。
“單位磁極”是磁學中的一個理論概念,通常用于定義磁場強度或磁力計算。以下是詳細解釋:
基本定義
單位磁極指假想中磁荷量為1的孤立磁極,類似于電學中的“單位電荷”。在磁荷理論中,它被用來量化磁場作用力。例如,若兩個單位磁極相距1米時産生$F=frac{mu_0}{4pi}$牛的力($mu_0$為真空磁導率),則定義其中一個磁極的磁荷為1單位。
與磁場強度的關系
磁場強度$H$可通過單位磁極受力定義:
$$
H = frac{F}{m}
$$
其中$m$為磁極強度。當$m=1$單位時,$H$在數值上等于磁極所受的力。
實際應用與局限性
曆史背景
這一概念源于早期磁學研究,類比庫侖定律提出,公式為:
$$
F = frac{mu_0 cdot m_1 cdot m_2}{4pi r}
$$
其中$m_1$、$m_2$為磁極強度,$r$為距離。
注意:當前物理體系下,“單位磁極”更多用于理論推導,實際磁場分析通常采用安培環路定律或磁矩模型。
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