Les flux magnétiques sont les lignes imaginaires pénétrant à travers le matériau lorsqu'il est maintenu dans le champ électromagnétique ou magnétique. Le flux magnétique et la surface sont interdépendants.
Le flux magnétique et l'intensité du champ dépendent de la surface du matériau conducteur et dépendent linéairement de la surface. Lorsque la surface du matériau conducteur augmente, le flux magnétique à travers le conducteur augmente également.
Comment le flux magnétique est-il lié à la surface ?
Le flux magnétique à travers le matériau maintenu dans le champ sera supérieur si la surface du conducteur est supérieure.
Le flux magnétique pénétrant à travers le matériau conducteur augmentera si la surface du matériau maintenue dans un champ est supérieure. Par conséquent, le flux magnétique est directement proportionnel à la surface du matériau avec le champ magnétique.
Le champ magnétique est directement lié à la surface du conducteur par la relation,
Ici, A est la zone à travers laquelle les lignes de champ magnétique pénètrent, B est un champ magnétique et θ est l'angle formé entre la direction du champ magnétique et les lignes de flux magnétique.
Le flux magnétique dépend-il de la zone ?
Le flux magnétique dépend de la surface car le flux à travers le matériau augmente si la surface du matériau est supérieure.
Le flux magnétique est un concept très essentiel pour déterminer le flux magnétique net à travers le matériau et il dépend directement de la zone. Plus la surface du conducteur est grande, plus le flux sera autorisé à pénétrer à travers le matériau.
Comment trouver le flux magnétique de la zone ?
Le flux magnétique est l'intégrale du champ magnétique dans une unité de surface.
Le flux magnétique de la zone peut être trouvé en connaissant l'intensité du champ magnétique dans la région et la surface totale du conducteur. Le flux magnétique à travers ce conducteur est le produit de ces deux.
Considérons une zone conductrice plane dans la région du champ magnétique. Soit da le petit élément ayant une surface d'un mètre carré. Les lignes de champ magnétique total dφ pénètrent à travers ce petit élément da dans la direction faisant un angle θ comme indiqué sur la figure ci-dessous.
Le flux magnétique traversant la surface unitaire est le multiple entier du champ magnétique dans la région et la surface da considérées. Par conséquent, le flux magnétique est donné par la relation,
Le champ magnétique est un terme courant car il n'est pas variable dans cette situation, nous pouvons donc réécrire l'équation ci-dessus comme suit :
L'intégrale de da est la surface totale du matériau dans le champ magnétique. En résolvant l'intégrale, on obtient :
Ici, θ est l'angle que font les lignes de champ magnétique avec la direction du champ.
Si les lignes de champ sont perpendiculaires à la direction du champ magnétique, alors θ = 0 et donc, nous obtenons l'expression ci-dessus comme,
φ = BA
Le champ magnétique est le produit du champ magnétique produit et de la surface du conducteur à travers laquelle les lignes de champ magnétique pénètrent. Cette équation donne la relation entre le flux magnétique et la surface.
Comment le flux magnétique change-t-il avec la surface ?
Le champ magnétique varie avec la surface du matériau magnétisant.
Étant donné que le flux magnétique dépend directement de la surface du matériau conducteur dans le champ, le champ magnétique diminuera si la configuration du matériau est diminuée et augmentera si la surface du matériau conducteur est augmentée.
L'intensité du champ magnétique augmente si le flux magnétique pénétrant par unité de surface du matériau augmente. Cela dépend clairement du type de matériau magnétique conservé dans un champ. Le matériau ferromagnétique permettra plus de flux magnétique à travers le matériau car les dipôles magnétiques sont facilement disposés dans la direction du champ magnétique.
Comment trouver l'aire d'un flux magnétique ?
La surface du flux magnétique est la surface totale du matériau à travers laquelle le flux magnétique pénètre.
La zone de flux magnétique est le rapport du flux magnétique à travers la zone divisé par le champ magnétique total. La zone de flux magnétique peut également être calculée à partir du flux magnétique traversant le matériau divisé par la densité du flux magnétique à travers une unité de surface.
Nous savons que la densité du flux magnétique est le nombre total de lignes de champ magnétique se déplaçant sur la surface unitaire du conducteur. Cela est donné par la formule,
Ici,
est la densité du flux magnétique à travers une unité de surface, φ est le flux magnétique et A est la surface du matériau.
Par conséquent, la surface peut être calculée si nous connaissons la densité du flux magnétique dans une surface unitaire et le flux net à travers le matériau en modifiant la formule ci-dessus comme,
La surface du flux magnétique est le rapport du flux magnétique et de la densité du flux magnétique à travers la surface unitaire.
Flux magnétique vs graphique de zone
Le flux magnétique est directement proportionnel à la surface du matériau et donc, à mesure que la surface du matériau augmente, le flux magnétique doit augmenter. Plus la surface est grande, plus le flux magnétique pénètre à travers le matériau.
Par conséquent, le graphique du flux magnétique par rapport à la zone ressemble à ce qui suit :
Le graphique montre clairement la relation entre le flux magnétique et la surface. Au fur et à mesure que la surface du matériau magnétisant est plus grande, il permettra à de plus en plus de flux magnétique de le traverser. Et par conséquent, le flux magnétique à travers le matériau augmentera.
La densité du champ magnétique ne changera pas avec l'élargissement de la surface du matériau. La densité de flux magnétique pour un matériau particulier produisant un champ magnétique fixe restera constante. Alors que le flux magnétique entrant à travers le matériau variera.
Supposons que le champ magnétique produit par un certain matériau magnétisant soit de 2T. Les différentes nappes planes des zones variables d'un même matériau sont maintenues dans la même région électromagnétique, et le flux magnétique à travers le matériau est calculé. Il a été constaté que les lignes de flux magnétique restent parallèles à la direction du champ magnétique.
Les données suivantes ont été notées,
| Superficie (m2) | Flux magnétique (Wb) |
| 1 | 2 |
| 2 | 4 |
| 3 | 6 |
| 4 | 8 |
| 5 | 10 |
Traçons maintenant le graphique du flux magnétique en fonction de la zone en utilisant les données ci-dessus et comprenons le concept.
Voici un graphique du flux magnétique et de la surface de chaque feuille plane conservée dans la région du champ magnétique. Le graphique montre que le flux magnétique augmente linéairement avec la zone. Avec l'augmentation de l'intensité du champ magnétique, le nombre total de flux pénétrant à travers la zone s'intensifie.
Quel est le flux magnétique à travers la surface unitaire du conducteur si le champ magnétique est B0a2? Notez que a est l'aire et B0 est le champ magnétique initial ?
Donné: B=B0a2
A=1m2
Le flux magnétique à travers la surface unitaire peut être calculé à l'aide de l'expression,
En substituant la valeur de B dans l'expression, on obtient :
En retirant le terme commun de l'intégrale, nous avons,
En résolvant l'intégrale ci-dessus, on obtient :
En substituant la valeur à l'aire, on obtient :
Par conséquent, le flux magnétique est égal au tiers du champ magnétique initial.
Quel est le champ magnétique si le flux magnétique traversant la zone de 0.16 m2 équivaut à 1 Wb ?
Donné: A = 0.16 mètres2
φ =1 Wb
Le flux magnétique est lié au champ magnétique par l'équation,
φ = BA
Ici, φ est le flux magnétique, A est la surface et B est le flux magnétique.
Par conséquent, l'expression pour calculer le champ magnétique à partir du flux magnétique est,
B = φ/UNE
En substituant les valeurs dans cette expression, on obtient :
En résolvant cela plus loin, nous obtenons:
B=6.25 T
Par conséquent, le champ magnétique dans lequel le matériau est maintenu est 6.25 T.
Conclusion
Le flux magnétique dépend directement de la surface du matériau magnétisant. Le nombre total de flux magnétique entrant dans le conducteur à un champ magnétique constant varie avec sa surface. Si la surface du conducteur est agrandie, le flux magnétique augmentera à travers le conducteur. Le flux magnétique augmente linéairement avec la surface.
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Bonjour, je m'appelle Akshita Mapari. J'ai fait une maîtrise en sciences. en physique. J'ai travaillé sur des projets comme la modélisation numérique des vents et des vagues lors d'un cyclone, la physique des jouets et des machines à sensations mécanisées dans un parc d'attractions basé sur la mécanique classique. J'ai suivi une formation sur Arduino et réalisé quelques mini projets sur Arduino UNO. J'aime toujours explorer de nouvelles zones dans le domaine scientifique. Personnellement, je crois qu'apprendre est plus enthousiaste lorsqu'il est appris avec créativité. En dehors de cela, j'aime lire, voyager, gratter de la guitare, identifier les rochers et les strates, photographier et jouer aux échecs.