I flussi magnetici sono le linee immaginarie che penetrano attraverso il materiale quando mantenuto nel campo elettromagnetico o magnetico. Il flusso magnetico e l'area sono interdipendenti.
Il flusso magnetico e l'intensità del campo dipendono dall'area del materiale conduttore e sono linearmente dipendenti dall'area. All’aumentare dell’area del materiale conduttore aumenta anche il flusso magnetico attraverso il conduttore.
In che modo il flusso magnetico è correlato all'area?
Il flusso magnetico attraverso il materiale mantenuto nel campo sarà maggiore se l'area del conduttore è maggiore.
Il flusso magnetico che penetra attraverso il materiale conduttore aumenterà se l'area del materiale mantenuta in un campo è maggiore. Pertanto, il flusso magnetico è direttamente proporzionale all'area del materiale insieme al campo magnetico.
Il campo magnetico è direttamente correlato all'area del conduttore dalla relazione,
Qui, A è l'area attraverso la quale penetrano le linee del campo magnetico, B è un campo magnetico e θ è l'angolo formato tra la direzione del campo magnetico e le linee di flusso magnetico.
Il flusso magnetico dipende dall'area?
Il flusso magnetico dipende dall'area poiché il flusso attraverso il materiale aumenta se l'area del materiale è maggiore.
Il flusso magnetico è un concetto essenziale per determinare il flusso magnetico netto attraverso il materiale e dipende direttamente dall'area. Maggiore è l'area del conduttore, maggiore sarà la quantità di flusso che potrà penetrare attraverso il materiale.
Come trovare il flusso magnetico dall'area?
Il flusso magnetico è l'integrale del campo magnetico in un'unità di area.
Il flusso magnetico proveniente dall'area può essere trovato conoscendo l'intensità del campo magnetico nella regione e l'area totale del conduttore. Il flusso magnetico attraverso questo conduttore è il prodotto di entrambi.
Consideriamo un'area piana conduttrice nella regione del campo magnetico. Sia da il piccolo elemento avente la superficie di un metro quadrato. Le linee del campo magnetico totale dφ penetrano attraverso questo piccolo elemento da nella direzione formando un angolo θ come mostrato nella figura seguente.
Il flusso magnetico che attraversa l'unità di area è il multiplo integrale del campo magnetico nella regione e nell'area da considerata. Quindi, il flusso magnetico è dato dalla relazione,
Il campo magnetico è un termine comune poiché non è variabile in questa situazione, quindi possiamo riscrivere l'equazione di cui sopra come,
L'integrale di da è l'area totale del materiale nel campo magnetico. Risolvendo l'integrale otteniamo:
Qui, θ è l'angolo formato dalle linee del campo magnetico con la direzione del campo.
Se le linee del campo sono perpendicolari alla direzione del campo magnetico, allora θ=0 e quindi otteniamo l'espressione sopra come,
φ=BA
Il campo magnetico è il prodotto del campo magnetico prodotto per l'area del conduttore attraverso la quale penetrano le linee del campo magnetico. Questa equazione fornisce la relazione tra il flusso magnetico e l'area.
Come cambia il flusso magnetico con l'area?
Il campo magnetico varia con l'area del materiale magnetizzante.
Poiché il flusso magnetico dipende direttamente dall'area del materiale conduttore nel campo, il campo magnetico diminuirà se la configurazione del materiale viene ridotta e aumenterà se l'area del materiale conduttore viene aumentata.
L'intensità del campo magnetico aumenta se aumenta il flusso magnetico che penetra per unità di area del materiale. Dipende chiaramente dal tipo di materiale magnetico mantenuto in un campo. Il materiale ferromagnetico consentirà un maggiore flusso magnetico attraverso il materiale poiché i dipoli magnetici possono essere facilmente disposti nella direzione del campo magnetico.
Come trovare l'area di un flusso magnetico?
L'area del flusso magnetico è l'area totale del materiale attraverso il quale penetra il flusso magnetico.
L'area del flusso magnetico è il rapporto tra il flusso magnetico attraverso l'area diviso per il campo magnetico totale. L'area del flusso magnetico può anche essere calcolata dividendo il flusso magnetico che scorre attraverso il materiale per la densità del flusso magnetico attraverso un'area unitaria.
Sappiamo che la densità del flusso magnetico è il numero totale delle linee del campo magnetico che si muovono attraverso l'area unitaria del conduttore. Ciò è dato dalla formula,
Qui,
è la densità del flusso magnetico attraverso un'area unitaria, φ è il flusso magnetico e A è l'area del materiale.
Pertanto, l'area può essere calcolata se conosciamo la densità del flusso magnetico in un'unità di area e il flusso netto attraverso il materiale modificando la formula sopra come,
L'area del flusso magnetico è il rapporto tra il flusso magnetico e la densità del flusso magnetico attraverso l'unità di area.
Grafico del flusso magnetico e dell'area
Il flusso magnetico è direttamente proporzionale all'area del materiale e quindi, all'aumentare dell'area del materiale, il flusso magnetico deve aumentare. Maggiore è l'area, maggiore sarà la penetrazione del flusso magnetico attraverso il materiale.
Pertanto, il grafico del flusso magnetico rispetto all'area appare come mostrato di seguito:
Il grafico mostra chiaramente la relazione tra il flusso magnetico e l'area. Poiché l'area del materiale magnetizzante è maggiore, consentirà a un flusso magnetico sempre maggiore di penetrare attraverso di esso. E quindi il flusso magnetico attraverso il materiale aumenterà.
La densità del campo magnetico non cambierà con l'ampliamento dell'area del materiale. La densità del flusso magnetico per un particolare materiale che produce un campo magnetico fisso rimarrà costante. Mentre il flusso magnetico che entra attraverso il materiale varierà.
Supponiamo che il campo magnetico prodotto da un certo materiale magnetizzante sia 2T. I diversi fogli piani delle aree variabili dello stesso materiale vengono mantenuti nella stessa regione elettromagnetica e viene calcolato il flusso magnetico attraverso il materiale. Si è scoperto che le linee del flusso magnetico rimangono parallele alla direzione del campo magnetico.
Sono stati rilevati i seguenti dati
| Zona (m2) | Flusso magnetico (Wb) |
| 1 | 2 |
| 2 | 4 |
| 3 | 6 |
| 4 | 8 |
| 5 | 10 |
Tracciamo ora il grafico del flusso magnetico in funzione dell'area utilizzando i dati di cui sopra e comprendiamo il concetto.
Qui c'è un grafico del flusso magnetico e dell'area di ciascun foglio piano mantenuto nella regione del campo magnetico. Il grafico mostra che il flusso magnetico aumenta linearmente con l'area. Con l'aumentare dell'intensità del campo magnetico, il numero totale di flussi che penetrano nell'area si intensifica.
Quanto vale il flusso magnetico attraverso l'area unitaria del conduttore se il campo magnetico è B0a2? Si noti che a è l'area e B0 è il campo magnetico iniziale?
Dato: B=B0a2
A=1 m2
Il flusso magnetico attraverso l'unità di area può essere calcolato utilizzando l'espressione,
Sostituendo il valore di B nell'espressione, otteniamo:
Togliendo il termine comune dall'integrale, abbiamo,
Risolvendo l'integrale precedente otteniamo:
Sostituendo il valore con l'area, otteniamo:
Quindi, il flusso magnetico è un terzo del campo magnetico iniziale.
Qual è il campo magnetico se il flusso magnetico scorre attraverso l'area di 0.16 m2 è 1 Wb?
Dato: A = 0.16 m2
φ =1 Wb
Il flusso magnetico è legato al campo magnetico dall'equazione,
φ =BA
Qui φ è il flusso magnetico, A è l'area e B è il flusso magnetico.
Quindi, l'espressione per calcolare il campo magnetico dal flusso magnetico è,
B=φ/A
Sostituendo i valori in questa espressione, otteniamo:
Risolvendo ulteriormente, otteniamo:
B=6.25 T
Quindi, il campo magnetico in cui è mantenuto il materiale è 6.25 T.
Conclusione
Il flusso magnetico dipende direttamente dall'area del materiale magnetizzante. Il numero totale di flusso magnetico che entra nel conduttore in un campo magnetico costante varia con la sua area. Se la superficie del conduttore viene ampliata, il flusso magnetico aumenterà attraverso il conduttore. Il flusso magnetico aumenta linearmente con l'area.
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Ciao, sono Akshita Mapari. Ho fatto il M.Sc. in Fisica. Ho lavorato su progetti come la modellazione numerica dei venti e delle onde durante i cicloni, la fisica dei giocattoli e le macchine da brivido meccanizzate nei parchi di divertimento basati sulla meccanica classica. Ho seguito un corso su Arduino e ho realizzato alcuni mini progetti su Arduino UNO. Mi piace sempre esplorare nuove zone nel campo della scienza. Personalmente credo che l'apprendimento sia più entusiasmante quando appreso con creatività. Oltre a questo mi piace leggere, viaggiare, strimpellare la chitarra, individuare rocce e strati, fotografare e giocare a scacchi.