Mikä on magneettivuon tiheys?

Magneettikentän voimakkuuden mittaria kutsutaan magneettivuon tiheydeksi tai magneettiseksi induktioksi. Magneetilla sanotaan olevan pohjois- ja etelänapa; kaksi magneettia torjuu toisiaan, kun samanlaiset sauvat ovat vastakkain ja vetävät toisiaan puoleensa, kun vastakkaiset navat tulevat lähelle toisiaan. Sähköisesti varautuneet hiukkaset taipuvat myös magneettikentissä.

Magneettivuon tiheys on analoginen sähkö- ja painovoimakenttien ominaisuuksien kanssa. Sähkökentän voimakkuus on voima, joka vaikuttaa kehoon varausta kohden, ja painovoimakentän voimakkuus on voima, joka vaikuttaa kehoon massayksikköä kohti. Magneettikentät syntyvät sähkövirrasta. Magneettivuon tiheys (B) on voima (F), joka vaikuttaa johtavaan materiaaliin pituusyksikköä (l) ja virtayksikköä (I) kohti, mikä voidaan kirjoittaa yhtälönä B = F / I x l. Magneettivuon tiheyden yksikköä kutsutaan Teslaksi.

Magneettikenttä muodostuu aina 90 asteen kulmassa sähköiseen liikkuvaan kenttään. Sähkövirran suunnan, magneettikentän ja magneettisen voiman määrää John Ambrose Flemingin vasemman käden sääntö. Vasemman käden kahden ensimmäisen sormen ja peukalon pitäminen suorassa kulmassa toisiinsa nähden ilmaisee työntövoiman, kentän ja virran suhteelliset suunnat. Kuten sanojen ensimmäisten äänien samankaltaisuus ehdottaa, peukalo näyttää työntövoiman suhteellisen suunnan ja ensimmäinen sormi näyttää kentän suhteellisen suunnan. Toinen sormi näyttää virran suhteellisen suunnan.

On mahdollista nähdä magneettikenttä käyttämällä pelkkää magneettia, valkoista paperiarkkia ja joitakin rautahiutaleita. Tämä tehdään asettamalla magneetti paperin alle ja ripottele paperi kevyesti viiltojen päälle. Täytteet kohdistuvat magneettikentän kaareviin virtauslinjoihin. Magneetin kumpaankin päähän vedetään enemmän arkkeja kuin keskelle, mikä tarkoittaa, että magneettivuo on vahvin näissä kohdissa. Näin on myös maan magneettikentän kohdalla.

Maapallon magneettikenttä johtuu sen keskellä olevasta sulasta pyörivästä rautaytimestä. Sen vuontiheys on vahvin pohjois- ja etelänapa. Auringosta sähköisesti varautuneet hiukkaset houkuttelevat napoihin, mikä aiheuttaa aurora borealisia eli revontulia ja aurora australisia eli etelävaloja.

Heikommat magneetit kohdistuvat vahvempien magneettien virtauslinjoihin. Juuri tätä ilmiötä hyödyntää kompassi, jonka neula on erittäin heikko magneetti. Sopimuksen mukaan kompassin etelänapa osoittaa Maan pohjoisnapaa, mutta jos kompassi magnetisoitiin vastakkaiseen suuntaan, se osoittaisi etelänavalle.