Weber
I 1833 trak Carl Gauss og Wilhelm Weber i Göttingen en ledning på omkring en kilometer hen over tagene. Den forbandt observatoriet med det fysiske kabinet. Telegrafen havde intet batteri. Weber skubbede en spole langs en permanent magnet, og i ledningen opstod et kort strømstød. I den anden ende drejede stødet en magnetnål.
Der opstår strøm i en spole, når den magnetiske flux gennem den ændrer sig. Jo hurtigere fluxen ændrer sig, jo højere er spændingen. En weber er den flux, der ved at falde jævnt til nul på et sekund inducerer en spænding på 1 V i en enkelt vinding. Derfor er en weber lig med en volt gange et sekund.
| Betegnelse | Wb |
| Definition | voltsekund · V·s · T·m² · kg·m²·s⁻²·A⁻¹ |
| Referenceværdier | fluxkvant h/2e — 2,067 834 fWb · 1 Wb = 10⁸ Mx |
| Indført | navn — IEC, 1935 · i SI siden 1960, 11. generalkonference |
| Standarder | ISO 80000-6 · IEC 60050-121 · SI Brochure 9th ed. |
| Typiske værdier | 35 nWb — jordens felt i en ring på 3 cm · 136 µWb — en neodymmagnet i en spole · 15 mWb — en transformerkerne |
01 · Definition
En volt, der holder et sekund
Den magnetiske flux Φ viser, hvor meget felt der går gennem en flade. Den er lig med fluxtætheden gange arealet gange cosinus til vinklen mellem feltet og fladens normal. Et felt på en tesla gennem en kvadratmeter giver en weber. Drejes fladen, så kanten vender mod feltet, bliver fluxen nul.
Fluxen i sig selv skaber ingen spænding. Spænding opstår kun, når fluxen ændrer sig: det er Faradays lov. Lægger man spændingen sammen over hele ændringens varighed, får man præcis ændringen i flux. Derfor kan en weber måles med et voltmeter og et ur: arealet under spændingskurven er voltsekunder, altså webere.
Hvor meget felt der går gennem rammen
De lodrette linjer er et homogent felt set fra siden. Kobberellipsen er en ramme, der er drejet vinklen θ. De blå linjer går gennem rammen, de grå går forbi. Den blå stiplede linje under rammen er dens skygge på vandret, A cos θ: fluxen er lig med fluxtætheden gange denne skygge.
Gennem en spole med hundrede vindinger går den samme flux som gennem én vinding. Men spændingen induceres i hver vinding, og de lægges sammen. Derfor regner man for en spole med fluxkobling: fluxen gange antallet af vindinger. Den skrives også i webere. Induktans i henry er fluxkoblingen pr. ampere strøm.
Hurtigt eller langsomt — lige mange webere
I midten sidder en spole på et gennemsigtigt rør, og over den hænger en magnet i en tråd. Magnetens røde halvdel er nordpolen, den blå er sydpolen. Den blå stiplede linje er magnetens feltlinjer, kobberprikkerne på vindingerne er den strøm, der induceres i dem. Til højre er en oscilloskopskærm: den orange linje er spændingen over spolen de sidste tre sekunder, udfyldningen er arealet under den. Til venstre er et fluxmeter: det lægger spændingen sammen over forsøget og viser ændringen i fluxkobling. Magneten kan skubbes ind, trækkes ud, tabes gennem spolen eller vendes. I tilstanden „Jordens felt“ er magneten erstattet af en flad ramme, der vendes i planetens felt.
Skub magneten langsomt ind i spolen, og træk den så hurtigt ud.
02 · Omregning
| Enhed | Værdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
1 Wb = 10⁸ Mx. I gamle bøger kaldte man maxwell blot en „linje“: én af Faradays kraftlinjer.
Voltsekund og weber er det samme. Drosler i strømforsyninger regnes i V·s: hvor meget spænding i hvor lang tid kernen tåler, før den går i mætning.
Gauss er ikke flux, men fluxtæthed: maxwell pr. kvadratcentimeter. Tesla er weber pr. kvadratmeter, 1 T = 10⁴ Gs.
03 · Størrelsesordener
04 · Måleinstrumenter
05 · Skriveregler
06 · Naboenheder
07 · Historisk afsnit
Der findes ingen fysisk normal for weber. Flux måles via spænding og tid, og deres normaler er kvantenormaler. I en Josephson-overgang bærer hver spændingspuls et areal på præcis ét fluxkvant, h/2e. Siden 2019 er Plancks konstant og elektronens ladning fastlagt eksakt, så fluxkvantet er også et eksakt tal: 2,067 833 848… fWb.
Det har en enkel følge. For at få en weber skal der omkring 4,8·10¹⁴ kvanter til. Sådan er spændingsnormalen bygget: tusindvis af overgange på én chip bestråles med mikrobølger, og hver af dem lader fluxkvanter passere med en kendt frekvens. Volten fås fra frekvensen, og weberen fra volten og sekundet.
Katalog over størrelser
hele registret →SI-systemets syv grundenheder
En dråbe syre ændrer saftens farve, salt farver flammen, vand fryser ved et bank. Under dem alle Simetriums ark, efter fagområde og alfabetisk.
Åbn registret →