Mjerač protoka

Mjerač protoka je instrument s trajnim magnetom s pokretnom zavojnicom za traženje spojenom na pokretnu zavojnicu je duga ili kratka, i kao posljedica toga instrument je koristan u ispitivanju željeza, gdje vrijeme potrebno da se tok smanji ili preokrene može biti nekoliko sekundi . Otklon se očitava iz početnog položaja kazaljke na skali kvadranta kada kazaljka dosegne svoj najveći otklon; nakon toga se pokazivač polako vraća u nulti položaj. Tipično otklon u punoj skali bio bi dan promjenom od 10 μWb-t.

Jake gustoće toka zračnog raspora mogu se izmjeriti alternativnom metodom u kojoj se mala zavojnica okreće velikom i poznatom brzinom, pri čemu je inducirana emf proporcionalna lokalnoj gustoći toka.

Intenzitet magnetske indukcije
Intenzitet magnetske indukcije fizička je veličina koja se koristi za opisivanje svojstava magnetskog polja, izražena s B, smjer B u točki magnetskog polja je smjer magnetskog polja u točki, a veličina B označava jakost magnetskog polja u točki.

U SI sustavu jedinica (International System of Units) jedinica za jakost magnetske indukcije je [volti · sekunda/metar 2], a [volti]·[sekunda] se naziva Weber, pa se jedinica za jakost magnetske indukcije naziva [Weber/metar 2] ili [Tesla], označen kao [T], u CGSM sustavu jedinica, jedinica za snagu magnetske indukcije je [Gauss]. Jedinice su označene simbolima: V je [volt], s je [sekunda], m je [metar], Wb je [Weber], T je [T], Gs je [Gauss], mT je [milit].
1T=1Wb/m2=104Gs=103mT (1)

Magnetska sila, magnetski tok i teorem o kontinuitetu magnetskog toka
Magnetsko polje je grafički prikazano magnetskim silnicama. Linije magnetskog polja različitih magnetskih polja koje stvara struja prikazane su na slici 1. Linije magnetskog polja su zatvorene linije bez glave i repa koje okružuju struju, a smjer struje i smjer povratka linije magnetskog polja su u skladu s desnom Pravilo.

Preciziramo da je smjer tangente bilo koje točke linije magnetskog polja smjer magnetskog polja (tj. B) u toj točki i da je broj linija magnetskog polja po jedinici površine okomite na B vektor jednak veličina vektora B u toj točki. Drugim riječima, gdje je magnetsko polje jako, linija magnetskog polja je gušća, a gdje je magnetsko polje slabo, linija je tanja.

Ukupan broj linija magnetske sile koje prolaze kroz površinu naziva se magnetski tok koji prolazi kroz površinu i predstavlja se s Φ. Izračun magnetskog toka prikazan je na slici 2. Element površine se uzima na površini, a između smjera njegove normale i smjera B točke formira se kut θ. Magnetski tok elementa koji prolazi kroz područje je:
dφ=B×cosθ×ds (2)

Dakle, ukupni tok S kroz površinu je
φ=# B×cosθ×ds (3)

Kada je B jednolika i S je ravnina i okomita na B, magnetski tok kroz S ravninu je:
φ = B×S (4)

Ovo je odnos koji se često koristi u magnetskim mjerenjima.
Teorem o kontinuiranom fluksu: Kada je S-ravnina zatvorena površina, jer je linija magnetskog polja zatvorena linija, tada linija magnetskog polja kroz zatvorenu površinu mora prolaziti kroz druge dijelove zatvorene površine, tako da ukupni magnetski tok kroz svaka zatvorena površina mora biti jednaka nuli. Naime:
φ=# Bcosθds=0 (5)

Jedinica magnetskog toka je [Weber] u SI sustavu jedinica, [Maxwell] u CGSM sustavu jedinica, a kratica [Mai] simbol je predstavljena s Mx.
1Wb=108Mx (6)

Jakost magnetskog polja, permeabilnost i amper-petlja
Jakost magnetskog polja je fizikalna veličina uvedena kako bi se olakšala analiza odnosa između magnetskog polja i struje, također je vektor, izražen s H, njegov odnos s intenzitetom magnetske indukcije je:
H = B/μ (7)
Gdje je: μ permeabilnost magnetskog medija, određena prirodom magnetskog medija
Dogovoren. U SI jedinicama, propusnost vakuuma je:
μ0=4π×10-7 Henry/m (8)

Jedinica za H je [amper/metar], u CGSM sustavu jedinica permeabilnost vakuuma je 1, a jedinica za H je [Oster], skraćenica za [Ao]. Jedinice su predstavljene simbolima: A je [amper], Oe je [O], a H je [Henry].
1A/m=4π×10-3 Oe (9)

Amperov zakon petlje: U magnetskom polju, H vektor slijedi proizvoljno zatvorenu krivulju
Linijski integral od sigme jednak je algebarskom zbroju struja zatvorenih u ovoj zatvorenoj krivulji. Naime:
# H×cos ×dl=∑I (10)
Gdje je: kut između smjera tangente krivulje i smjera magnetskog polja točke.

Koristeći zakon Amperove petlje, možemo jednostavno izračunati magnetsko polje koje stvara struja s određenom prostornom simetrijom. Na primjer, izračunajte jakost magnetskog polja u točki P unutar jednoliko čvrsto namotanog kružnog solenoida, kao što je prikazano na slici 4. Uzmite koncentrične kružnice polumjera r kroz točku P kao zatvorenu integralnu krivulju. Zbog odnosa simetrije, jakost magnetskog polja u svakoj točki oko koncentrične kružnice je jednaka, a smjer jakosti magnetskog polja je duž smjera tangente koncentrične kružnice, odnosno=0, pa je:
# H×cos ×dl=H*2πr=NI (11)
Dakle, jakost magnetskog polja u točki P: H=NI/ (2πr)

Gdje je N broj zavoja namota. Iz ovog odnosa se vidi da je jakost magnetskog polja određena samo raspodjelom struje koja stvara magnetsko polje, i nema nikakve veze sa svojstvima magnetskog medija.