Magnetisk induktion (symbol B)– hovedkarakteristikken for et magnetfelt (vektormængde), som bestemmer påvirkningskraften på en bevægelig elektrisk ladning (strøm) i et magnetfelt, rettet i retningen vinkelret på bevægelseshastigheden.
Magnetisk induktion er defineret som evnen til at påvirke et objekt ved hjælp af et magnetfelt. Denne evne viser sig når bevæger sig permanent magnet i spolen, hvorved der induceres (opstår) en strøm i spolen, mens den magnetiske flux i spolen også øges.
Fysisk betydning af magnetisk induktion
Fysisk forklares dette fænomen som følger. Metallet har en krystallinsk struktur (spolen er lavet af metal). Et metals krystalgitter indeholder elektriske ladninger - elektroner. Hvis der ikke udøves magnetisk påvirkning på metallet, så er ladningerne (elektronerne) i ro og bevæger sig ingen steder.
Hvis metallet kommer under påvirkning af et vekslende magnetfelt (på grund af bevægelsen af en permanent magnet inde i spolen - nemlig bevægelser), så begynder ladningerne at bevæge sig under påvirkning af dette magnetfelt.
Som følge heraf opstår der en elektrisk strøm i metallet. Styrken af denne strøm afhænger af magnetens og spolens fysiske egenskaber og bevægelseshastigheden af den ene i forhold til den anden.
Når en metalspole placeres i et magnetfelt, roteres de ladede partikler i metalgitteret (i spolen) i en bestemt vinkel og placeres langs kraftlinjerne.
Jo højere magnetfeltets styrke er, jo flere partikler roterer og jo mere ensartet vil deres arrangement være.
Magnetiske felter orienteret i én retning neutraliserer ikke hinanden, men lægger sig sammen og danner et enkelt felt.
Magnetisk induktionsformel 
Hvor, I— vektor for magnetisk induktion, F- maksimal kraft, der virker på en strømførende leder, jeg- strømstyrke i lederen, l— lederens længde.
Magnetisk flux
Magnetisk flux er en skalær størrelse, der karakteriserer effekten af magnetisk induktion på et bestemt metalkredsløb.
Magnetisk induktion bestemmes af antallet af kraftlinjer, der passerer gennem 1 cm2 af metalsektionen.
De magnetometre, der bruges til at måle det, kaldes teslometre.
SI-måleenheden for magnetisk induktion er Tesla (Tl).
Efter at elektronernes bevægelse i spolen ophører, mister kernen, hvis den er lavet af blødt jern, sine magnetiske egenskaber. Hvis det er lavet af stål, så har det evnen til at bevare sine magnetiske egenskaber i nogen tid.
Amperes lov bruges til at bestemme strømenheden, amperen.
Ampere - styrken af en strøm af konstant størrelse, som, der passerer gennem to parallelle lige ledere af uendelig længde og ubetydeligt lille tværsnit, placeret i en afstand af en meter, den ene fra den anden i et vakuum, forårsager en kraft på .
 ,
|
(2.4.1) |
Her ; ; ; 
Lad os herfra bestemme dimensionen og størrelsen i SI.
, derfor
, eller 
.
Fra Biot-Savart-Laplace-loven, for en lige leder med strøm , Samme du kan finde dimensionen af magnetfeltinduktionen:
Tesla er SI-enheden for induktion. .
Gauss– måleenhed i det Gaussiske enhedssystem (GHS).
1 T lig med den magnetiske induktion af et ensartet magnetfelt, hvor et fladt kredsløb med en strøm, der har et magnetisk moment,drejningsmoment påføres.
 |
Tesla Nikola(1856–1943) - Serbisk videnskabsmand inden for elektro- og radioteknik. Han havde et stort antal opfindelser. Han opfandt elmåleren, frekvensmåleren osv. Han udviklede en række designs til flerfasegeneratorer, elektriske motorer og transformere. Han designede en række radiostyrede selvkørende mekanismer. Undersøgte de fysiologiske virkninger af højfrekvente strømme. I 1899 byggede han en 200 kW radiostation i Colorado og en 57,6 m høj radioantenne i Long Island (Wardenclyffe Tower). Sammen med Einstein og Openheimer deltog han i 1943 i et hemmeligt projekt for at opnå amerikanske skibes usynlighed (Philadelphia-eksperimentet). Samtidige talte om Tesla som en mystiker, clairvoyant profet, der er i stand til at se ind i det intelligente kosmos og de dødes verden. Han mente, at man ved hjælp af et elektromagnetisk felt kunne bevæge sig i rummet og kontrollere tiden. |
Anden definition: 1 T lig med magnetisk induktion, hvorved den magnetiske flux gennem området 1 m 2, vinkelret på feltretningen,lige med 1 Wb .
Måleenheden for magnetisk flux Wb, fik sit navn til ære for den tyske fysiker Wilhelm Weber (1804-1891), en professor ved universiteterne i Halle, Göttingen og Leipzig.
Som vi allerede har sagt, magnetisk flux Ф gennem overfladen S er en af magnetfeltets karakteristika(Fig. 2.5):
SI enhed for magnetisk flux:
. , og siden da.
Her Maxwell(Mks) er en måleenhed for magnetisk flux i CGS opkaldt efter den berømte engelske videnskabsmand James Maxwell (1831-1879), skaberen af teorien om det elektromagnetiske felt.
Magnetisk feltstyrke N målt i.
, 
.
Lad os opsummere magnetfeltets hovedkarakteristika i en tabel.
Tabel 2.1
Navn |
« Fysik - 11. klasse"
Elektromagnetisk induktion
Den engelske fysiker Michael Faraday var sikker på den forenede natur af elektriske og magnetiske fænomener.
Et tidsvarierende magnetfelt genererer et elektrisk felt, og et skiftende elektrisk felt genererer et magnetfelt.
I 1831 opdagede Faraday fænomenet elektromagnetisk induktion, som dannede grundlaget for designet af generatorer, der omdanner mekanisk energi til elektrisk energi.
Fænomenet elektromagnetisk induktion
Fænomenet elektromagnetisk induktion er forekomsten af en elektrisk strøm i et ledende kredsløb, som enten er i hvile i et tidsvarierende magnetfelt eller bevæger sig i et konstant magnetfelt på en sådan måde, at antallet af magnetiske induktionslinjer, der trænger ind i kredsløbet ændringer.
Til sine mange eksperimenter brugte Faraday to spoler, en magnet, en kontakt, en jævnstrømskilde og et galvanometer.
En elektrisk strøm kan magnetisere et stykke jern. Kan en magnet forårsage en elektrisk strøm?
Som et resultat af eksperimenter etablerede Faraday hovedtræk fænomener af elektromagnetisk induktion:
1). en induktionsstrøm opstår i en af spolerne i det øjeblik, hvor en anden spoles elektriske kredsløb lukkes eller åbnes, stationært i forhold til den første.
2) induceret strøm opstår, når strømstyrken i en af spolerne ændres ved hjælp af en reostat 
3). induceret strøm opstår, når spolerne bevæger sig i forhold til hinanden 
4). induceret strøm opstår, når en permanent magnet bevæger sig i forhold til spolen 
Konklusion:
I et lukket ledende kredsløb opstår der en strøm, når antallet af magnetiske induktionslinjer, der trænger ind i overfladen afgrænset af dette kredsløb, ændres.
Og jo hurtigere antallet af magnetiske induktionslinjer ændres, jo større er den resulterende induktionsstrøm.
Det er lige meget. hvilket er årsagen til ændringen i antallet af magnetiske induktionslinjer.
Dette kan også være en ændring i antallet af magnetiske induktionslinjer, der penetrerer overfladen afgrænset af et stationært ledende kredsløb på grund af en ændring i strømstyrken i den tilstødende spole,
og en ændring i antallet af induktionslinjer på grund af kredsløbets bevægelse i et uensartet magnetfelt, hvis tæthed af linjerne varierer i rummet osv.
Magnetisk flux
Magnetisk flux er en karakteristik af et magnetfelt, der afhænger af den magnetiske induktionsvektor på alle punkter på en overflade begrænset af en flad lukket kontur. 
Der er en flad lukket leder (kredsløb), der afgrænser en overflade af området S og placeret i et ensartet magnetfelt.
Normalen (vektor hvis modul er lig med enhed) til lederens plan danner en vinkel α med retningen af den magnetiske induktionsvektor
Magnetisk flux Ф (flux af den magnetiske induktionsvektor) gennem en overflade af areal S er en værdi lig med produktet af størrelsen af den magnetiske induktionsvektor med arealet S og cosinus af vinklen α mellem vektorerne og:
Ф = BScos α
Hvor
Вcos α = В n- projektion af den magnetiske induktionsvektor på normalen til konturplanet.
Derfor
Ф = B n S
Den magnetiske flux stiger jo mere Kro Og S.
Magnetisk flux afhænger af orienteringen af den overflade, som magnetfeltet trænger igennem.
Magnetisk flux kan tolkes grafisk som en værdi proportional med antallet af magnetiske induktionslinjer, der penetrerer en overflade med et areal på S.
Enheden for magnetisk flux er weber.
Magnetisk flux i 1 weber ( 1 Wb) skabes af et ensartet magnetfelt med en induktion på 1 T gennem en overflade med et areal på 1 m 2 placeret vinkelret på den magnetiske induktionsvektor.
Billedet viser et ensartet magnetfelt. Homogen betyder det samme på alle punkter i et givet volumen. En flade med areal S placeres i et felt. Feltlinjerne skærer overfladen.
Bestemmelse af magnetisk flux:
Magnetisk flux Ф gennem overfladen S er antallet af linjer i den magnetiske induktionsvektor B, der passerer gennem overfladen S.
Magnetisk flux formel:
her er α vinklen mellem retningen af den magnetiske induktionsvektor B og normalen til overfladen S.
Ud fra den magnetiske flux formlen er det klart, at den maksimale magnetiske flux vil være ved cos α = 1, og dette vil ske, når vektor B er parallel med normalen til overfladen S. Den minimale magnetiske flux vil være ved cos α = 0, dette vil ske, når vektor B er vinkelret på normalen til overfladen S, fordi i dette tilfælde vil linjerne i vektor B glide langs overfladen S uden at skære den.
Og ifølge definitionen af magnetisk flux tages kun de linjer i den magnetiske induktionsvektor i betragtning, der skærer en given overflade.
Magnetisk flux måles i webers (volt-sekunder): 1 wb = 1 v * s. Derudover bruges Maxwell til at måle magnetisk flux: 1 wb = 10 8 μs. Følgelig er 1 μs = 10 -8 vb.
Magnetisk flux er en skalær størrelse.
ENERGI AF DET MAGNETISKE STRØMSFELT
Omkring en strømførende leder er der et magnetfelt, der har energi. Hvor kommer det fra? Den strømkilde, der er inkluderet i det elektriske kredsløb, har en energireserve. I det øjeblik, hvor det elektriske kredsløb lukkes, bruger strømkilden en del af sin energi på at overvinde effekten af den selvinduktive emk, der opstår. Denne del af energien, kaldet strømmens egen energi, går til dannelsen af et magnetfelt. Magnetfeltets energi er lig med strømmens iboende energi. Strømmens selvenergi er numerisk lig med det arbejde, strømkilden skal udføre for at overvinde selvinduktions-emk'en for at skabe en strøm i kredsløbet.
Energien af det magnetiske felt, der skabes af strømmen, er direkte proportional med strømmens kvadrat. Hvor går magnetfeltets energi hen, efter at strømmen stopper? - skiller sig ud (når et kredsløb med en tilstrækkelig stor strøm åbnes, kan der opstå en gnist eller lysbue)
4.1. Loven om elektromagnetisk induktion. Selvinduktion. Induktans
Grundlæggende formler
· Lov om elektromagnetisk induktion (Faradays lov):
,
(39)
hvor er induktions-emk er den totale magnetiske flux (fluxforbindelse).
· Magnetisk flux skabt af strøm i kredsløbet,
hvor er kredsløbets induktans;
· Faradays lov som anvendt på selvinduktion
· Induktions-emk, som opstår når rammen roterer med strøm i et magnetfelt,
hvor er magnetfeltinduktionen er rammens areal;
Solenoid induktans
,
(43)
hvor er den magnetiske konstant er stoffets magnetiske permeabilitet, er magnetens tværsnitsareal;
Strømstyrke ved åbning af kredsløbet
hvor er strømmen etableret i kredsløbet er kredsløbets åbningstid;
Strømstyrke ved lukning af kredsløbet
.
(45)
Afslapningstid
Eksempler på problemløsning
Eksempel 1.
Magnetfeltet ændrer sig efter loven 
, hvor = 15 mT,. En cirkulær ledende spole med en radius = 20 cm placeres i et magnetfelt i en vinkel i forhold til feltets retning (i det indledende tidspunkt). Find den inducerede emf, der opstår i spolen til tiden = 5 s.
Løsning
Ifølge loven om elektromagnetisk induktion er den induktive emk, der opstår i en spole, hvor den magnetiske flux er koblet i spolen.
hvor er arealet af svinget er vinklen mellem retningen af den magnetiske induktionsvektor og normalen til konturen:.
Lad os erstatte de numeriske værdier: = 15 mT,, = 20 cm = = 0,2 m,.
Beregninger giver 
.
|
Eksempel 2 I et ensartet magnetfelt med induktion = 0,2 T er der en rektangulær ramme, hvis bevægelige side, længde = 0,2 m, bevæger sig med en hastighed = 25 m/s vinkelret på feltinduktionslinierne (fig. 42). Bestem den inducerede emk, der opstår i kredsløbet. Løsning Når leder AB bevæger sig i et magnetfelt, øges rammens areal, derfor øges den magnetiske flux gennem rammen, og der opstår en induceret emk. |
|
Ifølge Faradays lov, hvor altså, men derfor.
"–"-tegnet angiver, at den inducerede emk og den inducerede strøm er rettet mod uret.
SELVINDUKTION
Hver leder, som elektrisk strøm løber igennem, er i sit eget magnetfelt.
Når strømstyrken ændres i lederen, ændres m.feltet, dvs. den magnetiske flux skabt af denne strøm ændres. En ændring i magnetisk flux fører til fremkomsten af et elektrisk hvirvelfelt, og en induceret emk vises i kredsløbet. 
Dette fænomen kaldes selvinduktion Selvinduktion er fænomenet med forekomsten af induceret emk i et elektrisk kredsløb som følge af en ændring i strømstyrken. Den resulterende emk kaldes selv-induceret emk
Manifestation af fænomenet selvinduktion
Kredsløbslukning 
Når der er en kortslutning i det elektriske kredsløb, stiger strømmen, hvilket medfører en stigning i den magnetiske flux i spolen, og der opstår et elektrisk hvirvelfelt, rettet mod strømmen, dvs. En selvinduktions-emf opstår i spolen, der forhindrer stigningen i strøm i kredsløbet (hvirvelfeltet hæmmer elektronerne). Som resultat L1 lyser senere, end L2.
Åbent kredsløb 
Når det elektriske kredsløb åbnes, falder strømmen, der sker et fald i fluxen i spolen, og der opstår et elektrisk hvirvelfelt, rettet som en strøm (forsøger at opretholde den samme strømstyrke), dvs. En selvinduceret emf opstår i spolen, der opretholder strømmen i kredsløbet. Som et resultat, L, når den er slukket blinker klart. Konklusion i elektroteknik manifesterer fænomenet selvinduktion sig, når kredsløbet er lukket (den elektriske strøm stiger gradvist), og når kredsløbet åbnes (den elektriske strøm forsvinder ikke med det samme).
INDUKTANS
Hvad afhænger selv-induceret emf af? Elektrisk strøm skaber sit eget magnetfelt. Den magnetiske flux gennem kredsløbet er proportional med magnetfeltinduktionen (Ф ~ B), induktionen er proportional med strømstyrken i lederen (B ~ I), derfor er den magnetiske flux proportional med strømstyrken (Ф ~ I). ). Selvinduktions-emk afhænger af strømændringshastigheden i det elektriske kredsløb, af lederens egenskaber (størrelse og form) og af den relative magnetiske permeabilitet af mediet, hvori lederen er placeret. En fysisk størrelse, der viser afhængigheden af selvinduktions-emf'en af lederens størrelse og form og af det miljø, hvori lederen er placeret, kaldes selvinduktionskoefficienten eller induktansen. 
Induktans - fysisk. en værdi numerisk lig med den selvinduktive emk, der opstår i kredsløbet, når strømmen ændres med 1 Ampere på 1 sekund. Induktansen kan også beregnes ved hjælp af formlen:
hvor Ф er den magnetiske flux gennem kredsløbet, I er strømstyrken i kredsløbet.
SI induktansenheder:
Spolens induktans afhænger af: antallet af vindinger, størrelsen og formen af spolen og den relative magnetiske permeabilitet af mediet (evt. en kerne).
SELVINDUKTION EMF
Den selvinduktive emf forhindrer strømmen i at stige, når kredsløbet tændes, og strømmen i at falde, når kredsløbet åbnes.
For at karakterisere magnetiseringen af et stof i et magnetfelt bruges det magnetisk moment (s m ). Det er numerisk lig med det mekaniske drejningsmoment, som et stof oplever i et magnetfelt med en induktion på 1 Tesla.
Det magnetiske moment af en enhedsvolumen af et stof karakteriserer det magnetisering - I , bestemmes af formlen:
jeg=R m /V , (2.4)
Hvor V - stoffets volumen.
Magnetisering i SI-systemet måles, ligesom intensitet, i Køretøj, en vektormængde.
Stoffers magnetiske egenskaber er karakteriseret volumetrisk magnetisk følsomhed - c O , dimensionsløs mængde.
Hvis et legeme er placeret i et magnetfelt med induktion I 0 , så sker dens magnetisering. Som et resultat skaber kroppen sit eget magnetfelt med induktion I " , som interagerer med magnetiseringsfeltet.
I dette tilfælde induktionsvektoren i mediet (I) vil være sammensat af vektorer:
B = B 0 + B " (vektortegn udeladt), (2.5)
Hvor I " - induktion af et magnetiseret stofs eget magnetfelt.
Induktionen af sit eget felt bestemmes af stoffets magnetiske egenskaber, som er karakteriseret ved volumetrisk magnetisk modtagelighed - c O , er følgende udtryk sandt: I " = c O I 0 (2.6)
Divider med m 0 udtryk (2.6):
I " /m O = c O I 0 /m 0
Vi får: N " = c O N 0 , (2.7)
Men N " bestemmer magnetiseringen af et stof jeg , dvs. N " = jeg , derefter fra (2.7):
I = c O N 0 . (2.8)
Altså hvis et stof er i et eksternt magnetfelt med en styrke N 0 , så er induktionen inde i den bestemt af udtrykket:
B=B 0 + B " = m 0 N 0 +m 0 N " = m 0 (N 0 +I)(2.9)
Det sidste udtryk er strengt sandt, når kernen (stoffet) er fuldstændig i et eksternt ensartet magnetfelt (lukket torus, uendelig lang solenoide osv.).
DEFINITION
Magnetisk induktion vektor flux(eller magnetisk flux) (dФ) i det generelle tilfælde, gennem et elementært område kaldes en skalær fysisk størrelse, som er lig med:
hvor er vinklen mellem retningen af den magnetiske induktionsvektor () og retningen af normalvektoren () til området dS ().
Baseret på formel (1) beregnes den magnetiske flux gennem en vilkårlig overflade S (i det generelle tilfælde) som:
Den magnetiske flux af et ensartet magnetfelt gennem en flad overflade kan findes som:
For et ensartet felt, en flad overflade placeret vinkelret på den magnetiske induktionsvektor, er den magnetiske flux lig med:
Fluxen af den magnetiske induktionsvektor kan være negativ og positiv. Dette skyldes valget af en positiv retning. Meget ofte er fluxen af den magnetiske induktionsvektor forbundet med det kredsløb, hvorigennem strømmen løber. I dette tilfælde er den positive retning af normalen til konturen relateret til retningen af strømstrømmen ved den rigtige gimlet-regel. Så er den magnetiske flux, der skabes af det strømførende kredsløb gennem overfladen afgrænset af dette kredsløb, altid større end nul.
Enheden for magnetisk flux i International System of Units (SI) er Weber (Wb). Formel (4) kan bruges til at bestemme måleenheden for magnetisk flux. En Weber er en magnetisk flux, der passerer gennem en flad overflade med et areal på 1 kvadratmeter, placeret vinkelret på kraftlinjerne i et ensartet magnetfelt:
Gauss' teorem for magnetfelt
Gauss' teorem for magnetisk feltflux afspejler det faktum, at der ikke er nogen magnetiske ladninger, hvorfor magnetiske induktionslinjer altid er lukkede eller går til uendelig, de har ingen begyndelse eller ende.
Gauss' teorem for magnetisk flux er formuleret som følger: Magnetisk flux gennem enhver lukket overflade (S) er lig nul. I matematisk form er denne sætning skrevet som følger:
Det viser sig, at Gauss' teoremer for fluxene af den magnetiske induktionsvektor () og den elektrostatiske feltstyrke () gennem en lukket overflade adskiller sig fundamentalt.
Eksempler på problemløsning
EKSEMPEL 1
| Dyrke motion | Beregn fluxen af den magnetiske induktionsvektor gennem en solenoide, der har N vindinger, kernelængde l, tværsnitsareal S, kernemagnetisk permeabilitet. Strømmen, der strømmer gennem solenoiden, er lig med I. |
| Løsning | Inde i solenoiden kan magnetfeltet betragtes som ensartet. Magnetisk induktion kan let findes ved hjælp af sætningen om cirkulationen af et magnetfelt og ved at vælge en rektangulær kontur som en lukket sløjfe (cirkulation af vektoren, langs hvilken vi vil overveje (L)) (den vil dække alle N drejninger). Så skriver vi (vi tager i betragtning, at uden for solenoiden er magnetfeltet nul, desuden, hvor konturen L er vinkelret på linjerne med magnetisk induktion B = 0): I dette tilfælde er den magnetiske flux gennem en drejning af solenoiden lig med (): Den totale flux af magnetisk induktion, der går gennem alle drejninger: |
| Svar |  |
EKSEMPEL 2
| Dyrke motion | Hvad vil fluxen af magnetisk induktion være gennem en firkantet ramme, som er placeret i et vakuum i samme plan med en uendelig lang lige leder med strøm (fig. 1). De to sider af rammen er parallelle med wiren. Længden af siden af rammen er b, afstanden fra en af siderne af rammen er c. |
| Løsning | Udtrykket, hvormed vi kan bestemme magnetfeltinduktionen, vil blive betragtet som kendt (se eksempel 1 i afsnittet "Måleenhed for magnetisk induktion"):
|
