Mõned magnetismi mõisted

Mõistete ja valemite allikas. Viidetega väärtused valemis viitavad vastavat mõistet tutvustavale kohale.

Kuna vool amprites ja juhtmeringide arv on mõlemad sama olulised magnetvoogu tekitavad osalised, siis kasutatakse tihti mõistet amper-pööre (ampere-turn). Kui magnetvälja tekitas 10 amper-pööret, siis võis näiteks metallsüdamiku ümber olla 20 juhtmepööret 0,5 amprise vooluga või 10 pööret ühe amprise vooluga või 2 pööret 5 amprise vooluga.

Magnetvälja tekitav jõud (magnetomotive force ehk MMF) sümboliga F_m, η või ℑ mille ühikuna kasutatakse amper-pöördeid. See mõiste erineb magnetvälja tugevusest (H), mis sõltub ka distantsist juhtmekeerdudest.
F_m = Φ × R_m
MMF võrdub magnetvoo ja magneetilise takistuse korrutisega analoogselt elektrilise pinge valemiga V = I × R, kus elektriline pinge võrdub elektrivoolu ja elektrilise takistuse korrutisega.

Magnetvoo (magnetic flux) sümbol on Φ, ühikuks on veeber (Wb) ja see tähistab läbiva magentvälja hulka.
Φ = V × T / N Wb
V tähistab magnetvoogu tekitanud juhtmete volte, N juhtmekeerdude arvu ja T aega sekundites.
Elektris paistab magnetvoole lähima nähtusena laeng (Q) kulonites, mille hulk võrdub amprite ja aja korrutisega Q = I × T.
Φ = F_m / R_m
Φ = I × L / N
Φ = A_e × B
Φ = 2W/ F_m
Viimane valem on magnetvoo energiahulgast dzaulides. W tähistab energiat dzaulides.
Veeber on magnetvoo hulk, mille kadumine kiirusega 1 veeber sekundis põhjustaks seda ümbritsevas juhtmekeerus 1 voldise pinge teket.

Magnetvälja tugevus on H ühikuga amper meetri kohta.


Sirget juhet ümbritseva magnetvälja tugevuse valem:
H = I / (2 π r).
Üldisem valem:
H = F_m/l_e ,
kus MMF jagatakse läbi efektiivse pikkusega ehk vahemaaga, mida magnetvoog läbib. Vool ei tähenda, et laenguga osakesed läbivad kogu vaadeldud ala. Elektronide vool võib olla 0,1 millimeetrit sekundis kuid signaalid võivad juhtmes levida valguse kiirusel ning kiireks liikujaks võivad olla piirialad liikuvate ja paigalolevate elektronide vahel.
Magnetvoog eelistab liikuda lühimat teed (le) pidi olles kurvikohtades tihedam sisekurvis.
H = B / μ₀ - M
Ülal täpsem valem.
Keerdude vahelise H suurus lihtsustatult:
H = B / μ
Raudpurust südamike maksimaalne H suurus on umbes 2000 amprit meetri kohta.

Magnetvoo tihedus B ühikuga tesla.
B = Φ /A
D = C/A
Sarnasus on elektrivoolu tihedusega D, milles läbiv laeng kulonites jagatakse pindalaga ruutmeetrites. Mõlema valemi puhul on A voolu läbiva ristlõike pindala ruutmeetrites.
Näiteks 1 veeberi jagu magnetvoogu läbi 1 ruutmeetrise ala tekitaks 1 teslase magnetvälja.
B = μ × H
B ja H erinevuseks on see, et B on H ja keskkonna läbitavuse tagajärg. Näiteks punktis x võib H olla 1 kuid tekkiv magnetvoog sõltub veel keskkonna magnetilisest läbitavusest. Kui läbitavus oleks täpselt 0, siis ei põhjustaks ka suur H magnetvälja B.
Kui H oleks õhurõhk ja see oleks tahkunud metalliga ümbritsetud (läbitavus 0), siis ei tekiks mingi tihedusega õhu voolu (B=0). Mida rutem saaks see õhk välja voolata suurema läbitavuse tõttu seda suurem oleks selle õhuvoolu tihedus. (Kaldkirjas oli minu näide ja see on õige kui ma mõistetest õigesti aru sain).
B = μ₀ (M + H)
Kui juhtmest voolaks läbi 1 amprine vool, siis 1 meetri kaugusel oleks B 200 nanoteslat, mis on Maa magnetväljast umbes 100-200 korda nõrgem.

Magnetiline läbitavus on sümboliga μ ja ühikuga henri meetri kohta. See näitab kui kergesti saab magnetväli keskkonnast läbi olles võrreldav elektrijuhtivusega. Mida suurem on läbitavus seda kergemini levib selles magnetvoog. Püsimagnetid on suurema läbitavusega keskkonnad.
μ = B / H


Magnetiline impulss (või moment) sümboliga m on jõud, mis mõjub magnetvälja paigutatud magnetile (näiteks magnetinõelale), mis püüab mõlemad magnetväljad samasuunaliseks saada.
τ = B × i × A × sinθ
Selle jõud τ (Njuuton korda meeter) on voolu amprite, magnetvälja tiheduse, nurga ja rõngavahelise ala pindala A korrutis. See pikem valem on olulisem elektrimootorites, kus vool juhitakse ümber magneti.
Nurga mõju on suurim 90 kraadi korral andes siinuse väärtuseks ühe. Nurk 0 või 180 kraadi annavad siinuse väärtuseks nulli.
τ = B × m × sinθ
Siin on m magnetilise impulsi (ühikuga amper korda meeter ruudus) hulk, mille saab amprite ja rõngavahelise pindala korrutamisega (i x A).
Magnetiseeritavus (magnetizable) on materjali omadus tekitada või muuta oma magneetilisust ja materjalide üksikute aatomite/molekulide m väärtused näitavad kui kergesti saab kogu materjali magneetilisust muuta ning mis piirini sõltuvalt materjali magnetisatsioonist.

Magnetisatsioon sümboliga M ja ühikuga amprit meetris. Laenguga osakeste liikumisel tekib magnetväli ja nende magnetväljade keskmine tugevus on M. Kui materjalis on magnetväljad kaootilise suunaga, siis on M väiksem aga rauas, kus tekib magneetilisus kergesti on M suurem.
M = m / V
M väärtuse saab jagades magnetiliste impulsside vektorsummad materjali ruumalaga kuupmeetrites. Vektorite liitmisel tuleb x, y ja z väärtused liita vastavalt teiste vektorite x, y ja z väärtustega (x1+x2..., y1+y2+..., z1+z2... jne). Kui magnetväljad peaks olema kokkuvõttes ühtlase intentsiivsuse ja suunaga igas suunas, siis oleks nende kogusumma 0, aga vektorsumma oleks seda suurem mida tugevamalt ja sarnasema suunaga need on.
B = μ₀ ( H + M)

Vaakumi magnetiline läbitavus μ₀ ning selle väärtus on 1.257×10^-6 H m. Kui püsimagnetite läbitavus sõltub tugevalt magnetvälja tugevusest (H) ja temperatuurist, siis vaakumis pole need kaks läbitavuse väärtust muutvad. Vaakumi läbitavus on umbes sama suur kui luudel, puidul, klaasil, õhul, veel ja plastikul.
Selle leidmisest:

^{Roosalt on tähistatud 1 meetrise kaugusega kaks paralleelset juhet ning mõlemas on 1 amprine vool. Ampri definitsiooni järgi mõjuvad 2 sellist juhet üksteisel jõuga ~1/20 000 000 Njuutonit iga meetri kohta.}
B = F / I = 2×10^-7 / 1 tesla
I- amprid, F- jõud.
H = I / d = 1 / (2π) A m^-1
distants d on meetrites ja kuna raadius oli 1, siis lihtsustatult tähistati ainult 2 korda pii.
μ₀ = B / H = 2×10^-7 / (1 / (2π)) = 4π10^-7 H m<sup>-1

Magnetiline takistus sümbolitega Rm ja ℜ tähistab muuhulgas magnetvoos olevat energiat. Ühikuks on amper-pööret veeberi kohta.</sup>
R_m = F_m / Φ
Ühiku valik on ilmsem arvestades seda, et Fm ühikuks on amper-pööret ja magnetvool veeber.
R_m = 2 W / Φ^{2
W tähistab energiat dzaulides.}

^{Teise valemiga saab takistuse jagades juhtme pikkuse l meetrites läbi materjali läbitavuse ja ristlõike pindala A korrutisega.}