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在国际单位制(SI)中,磁场强度H的单位是安培/米(A/m)。
磁场的强弱可以有两种表示方法:
在充满均匀磁介质的情况下,①若包括介质因磁化而产生的磁场在内时,用磁感应强度B表示,其单位为特斯拉T,是一个基本物理量;②单独由电流或者运动电荷所引起的磁场(不包括介质磁化而产生的磁场时)则用磁场强度H表示,其单位为A/m,是一个辅助物理量。
磁感应强度是完全只是考虑磁场对于电流元的作用,而不考虑这种作用是否受到磁场空间所在的介质的影响,这样磁感应强度就是同时由磁场的产生源与磁场空间所充满的介质来决定的。相反,磁场强度则完全只是反映磁场来源的属性,与磁介质没有关系
具体的,B决定了运动电荷所受到的洛仑兹力,因而,B的概念较H更形象一些。在工程中,B也被称作磁通密度(单位Wb/m2)。在各向同性的磁介质中,B与H的比值即介质的绝对磁导率μ。
磁场强度的单位:
[奥斯特](1777年8月14日~1851年3月9日),(Oersted,Hans Christian)
丹麦物理学家。奥斯特的功绩受到了学术界的公认。1777年8月14日生于兰格朗岛鲁德乔宾的一个药剂师家庭。1794年考入哥本哈根大学,1799年获博士学位。1801~1803年去德、法等国访问,结识了许多物理学家及化学家。1806年起任哥本哈根大学物理学教授,1815年起任丹麦皇家学会常务秘书。1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章。1829年起任哥本哈根工学院院长。1851年3月9日在哥本哈根逝世。
他曾对物理学、化学和哲学进行过多方面的研究。由于受康德哲学与谢林的自然哲学的影响,坚信自然力是可以相互转化的,长期探索电与磁之间的联系。1820年4月终于发现了电流对磁针的作用,即电流的磁效应。同年7月21日以《关于磁针上电冲突作用的实验》为题发表了他的发现。这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动,导致了大批实验成果的出现,促进了安培对电磁力的研究,并导致了毕奥-萨伐尔定律的发现及一系列电与磁关系的发现和电磁铁的问世,由此开辟了物理学的新领域──电磁学。 1812年他最先提出了光与电磁之间联系的思想。1822年他对液体和气体的压缩性进行了实验研究。1825年提炼出铝,但纯度不高。在声学研究中,他试图发现声所引起的电现象。他的最后一次研究工作是抗磁性。
他的重要论文收在《奥斯特科学论文》一书中。
他是一位热情洋溢重视科研和实验的教师,他说:“我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课,所有的科学研究都是从实验开始的”。因此受到学生欢迎。他还是卓越的讲演家和自然科学普及工作者,1824年倡议成立丹麦科学促进协会,创建了丹麦第一个物理实验室。
为纪念奥斯特在电磁学上的贡献,在CGS单位制中,国际上从1934年起命名磁场强度的单位为奥斯特,简称“奥”。奥斯特(0ersted)是厘米、克、秒静磁单位制中磁场强度的单位。在无限长直导线中通以10安培直流电(1C G S M单位电流)时,在距此导线2厘米处的磁场强度称为1奥斯特,等于105伽马。 1奥斯特的千分之一称为毫奥斯特。
更严格,准确定义如下:在长直细导线中,通有1CGS电磁系单位性稳恒电流(等于10安培)时,在距导线2厘米处的磁场强度定义为1奥斯特。当同一电流通过半径为1厘米的单匝环形线圈时,则在环心处产生的磁场强度定义为2π 奥斯特。
【1Gs(高斯)=1oe(奥斯特),磁感应强度的单位怎么能与磁场强度的单位换算?? 】
1900年,国际电学家大会赞同美国电气工程师协会(AIEE)的提案,决定C G S M制磁场强度的单位名称为高斯,这实际上是一场误会。AIEE原来的提案是把高斯作为磁通密度B的单位,由于翻译成法文时误译为磁场强度,造成了混淆。当时的C G S M制和高斯单位制中真空磁导率μ0是无量纲的纯数1,所以,真空中的B和H没有什么区别,致使一度B和H都用同一个单位——高斯。
但是,磁场强度H和磁通密度B在本质上毕竟是两个不同的概念。1900年后,就在科技界中展开了一场关于B和H性质是否相同的讨论,同时也讨论到电位移D和电场强度E的区别问题。
直至1930年7月,国际电工委员会才在广泛讨论的基础上作出决定:真空磁导率μ 0有量纲,B和H性质不同,B和D对应,H和E对应,在C G S M单位制中以高斯作为B的单位,以奥斯特作为H的单位。 二者关系B=H十4πM, 因而B的单位(高斯)和H的单位(奥斯特)实际上一样::1Oe(奥斯特)=1×10-4 Wb?m-2=1×10-4 T(特斯拉)=1G(高斯) 。而奥斯特和国际单位制性磁场强度单位安/米(A/m)之间的换算关系则为:1Oe=1000/4π A/m
【附注: 现在国际单位制(SI)引入的一个有量纲常量表示真空磁导率,也用符 号μ0表示, 其值为μ0=4π×10-7 N/A2 =4π×10-7 Wb/(A?m) =4π×10-7 H/m。μ0中的 4π是为了使常用的电磁学公式的计算得到简化】
磁感应强度的单位
【特斯拉】
为表彰特斯拉早在1896~1899年实现200 kV、架空57.6 m的高压输电成果,与制成著名的特斯拉线圈和在交流电系统的贡献,在他百年纪念时(1956年)国际电气技术协会决定用他的名字作为磁感强度的单位
Tesla(特斯拉)不是磁场强度的单位,而是磁感应强度的单位。它的定义是:在垂直于磁场方向上,一米长度的导线中通以1A的电流所受的磁场力为1N,则其磁感应强度即为1Tesla。这个单位的简称为T, 1T(特斯拉)=1Wb/m2 一般永磁铁附近的磁感应强度大约是0.4-0.7特,在电机和变压器的铁心中,磁感应强度可达0.8-1.4特,通过超导材料的强电流的磁感应强度可达1000特,而地面附近地磁场的磁感应强度大约只有0.5×10-4特。
【高斯】
高斯(Gs,G),非国际通用的磁感应强度单位。为纪念德国物理学家和数学家高斯而命名。 一段导线,若放在磁感应强度均匀的磁场中,方向与磁感应强度方向垂直的长直导在线通有1电磁系单位(emu)的稳恒电流(等于10安培)时,在每厘米长度的导线受到电磁力为1达因(dyn),则该磁感应强度就定义为1高斯。高斯是很小的单位,10000高斯等于1特斯拉(T)。
高斯是常见非法定计量单位,特[斯拉]是法定计量单位.
总结与相关其他补充知识:
磁感应强度:又称磁通密度,单位体积/面积里的磁通量,用于描述磁场的能量的强度的物理量,是矢量,符号是B,单位特(斯拉)(T);
磁场强度:是研究磁介质、推导有磁介质的安培环路定理时引入的辅助物理量,无物理意义,是矢量,符号是H,单位按(培)/米(A/m)。
磁导率μ :表征磁介质磁性的物理量,通常使用的是磁介质的相对磁导率μr 其定义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比。
磁通量:单位是Wb(韦伯),磁通量=磁感应强度(磁通密度(B))×有效垂直面积(S)
【磁场强度H(A/m), 磁通密度B(Wb/m 2或T),磁导率μ (H/m), B=μH 】 |
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