Handlinger tilknyttet webside

Magnetfeltets styrke

Et magnetfelts styrke måles i enheden tesla. Men da 1 tesla (1T) er temmelig meget, bruger vi oftest nano-tesla (forkortet nT) og mikro-tesla (forkortet mT) i stedet for. Der skal tusinde millioner nano-tesla til 1 tesla (1.000.000.000 nT =  1 tesla). Eller der skal én million my-tesla til 1 tesla (1.000.000 mT =1 tesla).

Magnetfeltlinjer giver en kvalitativ beskrivelse af et magnetfelt. Har vi også brug for en kvantitativ beskrivelse, dvs. hvis vi vil beregne størrelsen af magnetfeltet, har vi brug for formler.

I gymnasiet lærer man bl.a. at magnetfeltet i centrum af en flad spole er givet ved :

 

 

hvor N er antallet af vindinger, I er strømstyrken, r er spolens radius og  m0 er vacuum-permeabiliteten, m0 = 1,257 10-6(V s)/(A m).


 


Eksempel : En spole med 320 vindinger (N =320), en strømstyrke på 0,75 Ampere  I = 0,75 A og en radius på 0,0685 meter  r =0,0685 m giver magnetfelt (B) i centrum af spolen B = 2,2 mT.

Magnetfeltet fra en stangmagnet og fra en flad spole er stort set ens, når vi befinder os i afstande, der er store i forhold til magneten eller spolen. Magnetfeltet kaldes i begge tilfælde for en magnetisk dipol.

 

For et dipolfelt gælder der, at i afstanden r og vinklen bm  fra vandret (se tegningen) er feltet givet ved:

 
Equation bb

hvor m er dipolmomentet.

 

 

For en flad spole kan man se, at dipolmomentet er givet ved :


m = N  I A = N I p r2


Eksempel på dipolmoment: En spole med 320 vindinger og en radius på 6,75 cm og en strøm på 0,75 A :


Dipolmoment m = 320 x 0,75 A p x  (0,0675 m)2   =  3,4 A m2


For spoler eller strømkredse kan vi udregne dipolmomentet, medens vi for stangmagneter må måle det. Protonen og elektronen har i øvrigt også et dipolmoment, da en ladning i bevægelse jo svarer til en strøm.


En oversigt over typiske dipolmomenter:

 


 

Dipolmoment m / Am2

Stangmagnet

Ca 1-10

En flad spole

Kan udregnes eksakt

Proton

1,4 10-26

Elektron

9,3 10-24

Jorden

7,9 10

    
 

Tilbage til magnetfeltet om vores jordklode

Magnetfeltet ved polerne er ca. dobbelt så stærk (ca.65mT) som ved ækvator (ca. 30 mT). Derfor beskriver vi Jordens magnetfelt som et dipolfelt. Du kan overbevise dig om, hvor godt det passer ved at ved at indsætte en vinkel på hhv. 0 grader (ækvator) og 90 grader (nordpol) i formlen for et magnetisk dipolfelt.