Конвертер магнитной индукции
Переводите магнитную индукцию между тесла, миллитесла, микротесла, нанотесла, гаусс и килогаусс. Введите значение, затем выберите исходную и целевую единицы измерения.
Перевод магнитной индукции между единицами
Формула магнитной индукции
Где:
- \(B_{\mathrm{from}}\) — введённое значение магнитной индукции
- \(B_{\mathrm{to}}\) — переведённое значение магнитной индукции
- \(f_{\mathrm{from}}\) — сколько тесла содержится в одной выбранной исходной единице
- \(f_{\mathrm{to}}\) — сколько тесла содержится в одной выбранной целевой единице
Конвертер сначала выражает введённое значение в теслах, а затем делит его на тесла-эквивалент целевой единицы. Множители приведены в справочной таблице ниже.
Магнитная индукция — пример расчёта
Пример: при настройках по умолчанию переведите 0,01 тесла в гауссы.
Поскольку 1 Т равен 10 000 Гс, умножьте значение в теслах на 10 000:
\[ 0.01\,\mathrm{T}\times 10^{4}\,\frac{\mathrm{G}}{\mathrm{T}}=100\,\mathrm{G} \]
Результат: 0,01 Т = 100 Гс.
Как пользоваться калькулятором
- Введите неотрицательное число в поле Значение магнитной индукции. По умолчанию — 0,01.
- Выберите единицу измерения этого числа в списке Исходная единица. По умолчанию — тесла (Т).
- Выберите нужную единицу в списке Целевая единица. По умолчанию — гаусс (Гс).
- Прочитайте результат в поле Переведённая магнитная индукция, где отображаются преобразованное число и обозначение его единицы.
Можно выбрать одну и ту же единицу в обоих списках — тогда числовое значение останется неизменным. Для перевода в обратном направлении поменяйте местами выбранные единицы и введите нужное значение.
Что такое магнитная индукция
Магнитная индукция, обычно обозначаемая \(B\), описывает магнитное поле через поток, проходящий через заданную площадь. Её единица в СИ — тесла (Т), равный одному веберу на квадратный метр (Вб/м²). Индукция используется при описании полей вокруг магнитов и катушек, а также в устройствах вроде электродвигателей, трансформаторов и систем МРТ. Перевод единиц меняет лишь форму записи значения поля, но не само поле.
Тесла и его метрические дольные единицы удобны для разных величин поля: миллитесла (мТл), микротесла (мкТл) и нанотесла (нТл) представляют последовательно уменьшающиеся единицы. Гаусс (Гс) и килогаусс (кГс) также используются в спецификациях магнитных полей и старых источниках. Например, 0,01 Т, 10 мТл и 100 Гс описывают одну и ту же индукцию. Подбор подходящей единицы делает результаты легче для чтения и сравнения.
Магнитная индукция связана с магнитным потоком, но отличается от него. Поток описывает суммарную величину через поверхность, тогда как индукция описывает поле в точке или области. Она также отличается от напряжённости магнитного поля \(H\), измеряемой в амперах на метр. Связь между \(B\) и \(H\) зависит от среды; при работе с этой связью имеет значение магнитная проницаемость. Эта страница переводит единицы \(B\); она не вычисляет \(B\) из потока, тока или свойств материала.
Множители перевода
Калькулятор использует тесла в качестве общей базы. Умножьте значение на множитель из правого столбца, чтобы выразить его в теслах; разделите значение в теслах на этот множитель, чтобы выразить его в указанной единице.
| Единица | Обозначение | Тесла на единицу |
|---|---|---|
| Тесла | Т | 1 |
| Миллитесла | мТл | 0.001 |
| Микротесла | мкТл | 0.000001 |
| Нанотесла | нТл | 0.000000001 |
| Гаусс | Гс | 0.0001 |
| Килогаусс | кГс | 0.1 |
В частности, 1 Т = 10 000 Гс и 1 Гс = 100 мкТл. Кроме того, 1 кГс = 1000 Гс = 0,1 Т. Эти равенства полезны как проверка при переходе между единицами СИ и измерениями в гауссах.
Допущения и практические советы
Это конвертер единиц, а не модель магнитного поля. Он предполагает, что введённое число уже является магнитной индукцией, и применяет фиксированные множители перевода. Вебер на квадратный метр эквивалентен тесле, но Вб/м² нет в списке как отдельная единица. Если источник даёт значение в Вб/м², выберите Т в качестве исходной единицы.
Поле ввода принимает неотрицательные значения. Отрицательное значение может указывать на направление вдоль выбранной оси, но ввести знак здесь нельзя; перевод модуля величины не описывает направление поля. Сохраняйте информацию о направлении отдельно при сообщении результата измерения.
Отображаемый результат округляется до десяти знаков после запятой. Поэтому очень малые результаты в крупной единице, например ничтожно слабое поле, выраженное в теслах, могут отображаться как ноль. Выберите меньшую целевую единицу, например нТл, чтобы показать больше значащих цифр. Перевод также не может добавить точности исходному измерению: указывайте столько значащих цифр, сколько позволяет источник данных.
Часто задаваемые вопросы
Как вручную перевести микротесла в гауссы?
Разделите значение в микротеслах на 100, поскольку 100 мкТл равны 1 Гс. Например, 250 мкТл — это 2,5 Гс. Для обратного перевода умножьте значение в гауссах на 100. Записывайте исходную единицу перед вычислением: путаница между микротесла и миллитесла меняет результат в 1000 раз.
Какова типичная магнитная индукция магнитного поля Земли?
Магнитное поле Земли у поверхности обычно составляет около 25–65 мкТл, или 0,25–0,65 Гс. Значение меняется в зависимости от места и постепенно меняется со временем. Телефон или портативный измеритель может также фиксировать близлежащие магниты, электрооборудование и металлические предметы, поэтому локальное показание может не совпадать с опубликованным значением для вашего региона.
Как вычислить магнитную индукцию из магнитного потока?
Для однородного поля, проходящего перпендикулярно плоской поверхности, разделите магнитный поток на площадь: \(B=\Phi/A\). Поток 0,02 Вб через площадь 0,01 м² даёт 2 Т. Если поле встречает поверхность под углом, используйте \(\Phi=BA\cos\theta\), где \(\theta\) отсчитывается от нормали к поверхности. Эти формулы требуют осторожности, когда поле меняется по площади.
Как связаны магнитная индукция \(B\) и напряжённость магнитного поля \(H\)?
В линейной изотропной среде \(B=\mu H\), где \(\mu\) — магнитная проницаемость материала. В вакууме \(\mu=\mu_0\). Это не универсальный перевод с фиксированным множителем: в некоторых материалах проницаемость меняется с напряжённостью поля, а намагниченные материалы могут сохранять поле после снятия внешнего поля. Чтобы вычислить одну величину из другой, нужны данные о среде.
Нужно переводить каждую ось магнитометра или суммарное поле?
Переводите ту величину, которую собираетесь использовать в отчёте. Трёхосевой магнитометр даёт направленные компоненты \(B_x\), \(B_y\) и \(B_z\); каждый компонент можно перевести отдельно. Если нужен модуль полного поля, сначала вычислите \(\sqrt{B_x^2+B_y^2+B_z^2}\), а затем переведите его. Не складывайте три показания напрямую, поскольку важны их знаки и направления.
Почему измеренная индукция магнита меняется с расстоянием?
Магнитное поле неодинаково по силе в разных точках вокруг магнита, поэтому перемещение датчика меняет его показание. Важна и ориентация датчика, особенно если сенсор измеряет только одну направленную компоненту. Не существует единого множителя перевода для расстояний, подходящего для любого магнита: на поле влияют его форма, размер и окружение. Записывайте положение точки измерения при сравнении характеристик или показаний.