یک سیم مسی که جریانی رو به پایین در آن می‌گذرد، مقوا را درست از میان حرف O سوراخ می‌کند و پیرامونش سه حلقهٔ شدت میدان روی مقوا پخش می‌شوند که خط‌چین‌ها روی آن‌ها روان‌اند. دو پیکان روی حلقه‌ها گرد سیم می‌چرخند، حلقهٔ میانی با درخششی نفس می‌کشد و لغزندهٔ مقیاس در سمت راست تا 0,2 اورستد بالا می‌رود — همان چیزی که جریان یک‌آمپری در فاصلهٔ یک سانتی‌متری می‌دهد.
برگهٔ یکا
شدت میدان · CGS برگهٔ 1/1 · ویرایش 2026-09اورستد Oe · oersted
یکای بیرون از SI · کمیت: شدت میدان مغناطیسی؛ یکای CGS، 1 Oe = 1000/4π A/m
عقربه‌ای که در یک درس لرزید
در بهار 1820 هانس کریستین اورستد در کپنهاگ درسی شبانه دربارهٔ الکتریسیتهٔ گالوانی می‌داد و هنگام بستن مدار یک پیل ولتا دید که قطب‌نمایی که کنار سیم بود چرخیده است. شنوندگان چیز خاصی ندیدند، عقربه به‌زحمت لرزید، اما آن تابستان اورستد آزمایش را با باتری نیرومندتری تکرار کرد و یادداشتی کوتاه به لاتین به سراسر اروپا فرستاد: جریانی که از سیم می‌گذرد پیرامون خود اثری مغناطیسی پدید می‌آورد که نه به سوی سیم است و نه دور از آن، بلکه گرد آن می‌چرخد.
صد و ده سال بعد نام اورستد بر یکای CGS شدت میدان مغناطیسی گذاشته شد، یعنی همان کمیتی که جریان پدید می‌آورد، هرچه پیرامون سیم باشد: هوا، آهن یا خلأ.
این برگه نشان می‌دهد که چگونه همان اورستدهای یک پیچه بسته به هسته به شمارهای بسیار گوناگون گاؤس بدل می‌شوند، چرا در برگرداندن به SI چهار پی پدیدار می‌شود و چرا اورستد هنوز در برگه‌های فنی آهنرباها زنده است.
نماد Oe با O بزرگ و e کوچک نوشته می‌شود، چون از نام خانوادگی اورستد گرفته شده، اما نام یکا با حروف کوچک نوشته می‌شود: oersted، kilooersted. حرف دانمارکی ø به نماد راه نمی‌یابد و از همین رو یکا در همهٔ زبان‌ها یکسان دیده می‌شود.
اورستد شدت H را می‌سنجد — آنچه جریان پدید می‌آورد — و گاؤس القای B را — آنچه در ماده پدید می‌آید. در خلأ عددها یکی‌اند، اما در هستهٔ فولادی یک اورستد هزاران گاؤس می‌دهد و نمی‌توان یکی را به جای دیگری گذاشت.
01 · تعریف
آمپر بر متر · گیلبرت · گاؤساورستد یکای شدت میدان مغناطیسی در دستگاه CGS الکترومغناطیسی است: چنین شدتی را نیروی محرکهٔ مغناطیسی یک گیلبرت به ازای هر سانتی‌متر مسیر پدید می‌آورد، و برگردانده به SI برابر است با هزار تقسیم بر چهار پی آمپر بر متر، یعنی نزدیک 79,6 A/m.
شدت میدان، میدان را آن‌گونه که جریان‌ها می‌سازند وصف می‌کند و به ماده بستگی ندارد: پیچه‌ای با ده دور در هر سانتی‌متر و جریان یک آمپر درون خود نزدیک دوازده و نیم اورستد پدید می‌آورد، چه در آن هوا باشد چه فولاد. اما القایی که این شدت پدید می‌آورد به‌شدت به ماده بستگی دارد، چون آهن مغناطیده می‌شود و میدان خود را به میدان می‌افزاید، چنان‌که B = H + 4πM.
چهار پی در برگرداندن اورستد به SI ردی از شیوهٔ ساخت دستگاه CGS است: قانون کولن برای قطب‌های مغناطیسی در آن بی ضریب نوشته شده و هندسهٔ کروی میدان به معادله‌های جریان‌ها رفته است، حال آنکه SI آن را از معادله‌های ماکسول به تعریف یکاها برده است.
اورستدهای یکسان، گاؤس‌های گوناگون
در چپ پیچه‌ای با ده دور در هر سانتی‌متر که هستهٔ برگزیده در آن نهاده شده: جریان در مس شدت H را تعیین می‌کند و شمار و سرعت خط‌های بنفش در هسته القای B پدیدآمده را نشان می‌دهد. در راست منحنی‌های مغناطش هر پنج ماده با مقیاس لگاریتمی H — درخشان همان برگزیده است، نقطهٔ تابان حالت کنونی است و خط باریک پایین خلأ است، جایی که B از نظر عددی با H برابر است.
چرا شدت را از جریان حساب می‌کنند نه از میدان
اگر گرد سیم در هر مسیر بسته‌ای بگردید و شدت را در امتداد آن جمع کنید، جریانی را که آن مسیر در بر گرفته ضرب در ضریبی ثابت به دست می‌آورید و هیچ چیز دیگر: نه هسته و نه هوا در این جمع راه ندارند. از همین رو مهندس شدت را در پیچه مستقیم از دورها و آمپرها حساب می‌کند و سپس القا را از منحنی ماده می‌خواند — و همین منطق دوگامی است که اورستد و گاؤس، تقسیم‌شده میان دو کمیت، نگه می‌دارند.
02 · تبدیل
یکاها · میدان‌ها و پیچه‌ها · وادارندگیاز اورستد تا آمپر بر متر
شدتی با هر یکایی وارد کنید تا برگه آن را به اورستد و آمپر بر متر بیان کند، نشان دهد چه جریان‌ها و پیچه‌هایی آن را پدید می‌آورند، و آن را با وادارندگی مواد بسنجد — شدتی که برای مغناطیس‌زدایی یک ماده لازم است. شدت در همهٔ زبانه‌ها یکی است.
قاعده‌ای برای یادسپاری: یک اورستد نزدیک هشتاد آمپر بر متر است و یک کیلوآمپر بر متر کمی بیش از دوازده و نیم اورستد.
آهنرباها دو وادارندگی دارند: وادارندگی القایی، Hcb، که در آن B صفر می‌شود، و وادارندگی مغناطشی، Hcj، که در آن خود مغناطش از میان می‌رود؛ در آهنرباهای نئودیمیوم دومی گاه دو برابر اولی است. هنگام سنجیدن برگه‌های فنی بهتر است دید کدام یک ذکر شده است.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · ابزارهای اندازه‌گیری
عقربه · هلمهولتز · حلقه · انبراورستد را چگونه پدید می‌آورند و می‌خوانند
سیمی بالای قطب‌نما
سیم را از جنوب به شمال درست بالای عقربه می‌کشند و وقتی جریان از آن بگذرد عقربه عمود می‌چرخد؛ کافی است سیم را زیر آن ببرند یا جریان را وارونه کنند تا به سوی دیگر بچرخد. از همین آزمایش ساده در چند هفته تکثیرگر شوایگر — نخستین گالوانومتر — زاده شد و سپس قطب‌نمای تانژانتی، که زاویهٔ عقربه در آن همچون شدت جریان خوانده می‌شد.
شدتی که از ابعاد حساب می‌شود
دو پیچهٔ یکسان که به اندازهٔ شعاعشان از هم فاصله دارند میانشان میدانی تقریباً یکنواخت در گستره‌ای پهن پدید می‌آورند و شدت آن از شمار دورها، جریان و شعاع بی هیچ تنظیمی حساب می‌شود. از این رو پیچه‌های هلمهولتز همچون استاندارد میدان به کار می‌روند: حسگرها در آن‌ها کالیبره می‌شوند، میدان زمین جبران می‌شود و درست همان‌قدر اورستد تنظیم می‌شود که روش آزمون می‌خواهد.
حلقه‌ای که هر دو نام بر آن زنده‌اند
گرد نمونه دو سیم‌پیچ می‌پیچند: از اولی جریان متناوب می‌گذرانند و شدت را به اورستد از آن حساب می‌کنند، و از دومی ولتاژ القاشده را برمی‌دارند و به القا به گاؤس انتگرال می‌گیرند. نقطه حلقهٔ پسماند را می‌پیماید و طراح همهٔ آنچه را لازم دارد از آن می‌خواند: القای پسماند، جایی که حلقه محور B را قطع می‌کند، و وادارندگی، جایی که محور H را قطع می‌کند.
جریانی که با دور زدن یافته شد
آمپرسنج انبری رسانا را با حلقه‌ای از هسته در بر می‌گیرد و بنا بر قانون آمپر شدت را در سراسر دور جمع می‌کند، چنان‌که نمایش به جای رسانا درون حلقه بستگی ندارد. این میراث مستقیم آزمایش اورستد است: جریان بی باز کردن مدار شناخته می‌شود، تنها از دایرهٔ شدتی که پیرامون خود می‌سازد.
05 · قواعد نگارش
نماد · H و B · برگهٔ آهنرباوادارندگی به اورستد، نه به گاؤس
اورستد تنها برای شدت به کار می‌رود و گاؤس تنها برای القا، و در برگرداندن اورستد به SI ضریب هزار بر چهار پی فراموش نمی‌شود.
سطر نخست در سمت راست شدت را با یکای القا می‌سنجد، دومی ضریب هشتاد را گم می‌کند، سومی فرمولی از دستگاه مطلق برمی‌دارد که جریان در آن به آب‌آمپر است و ده برابر خطا می‌کند. چهارمی یکایی ناموجود به جای مگاگاؤس-اورستد می‌سازد، پنجمی بزرگی و کوچکی حروف نماد را خراب می‌کند و ششمی برابری‌ای را که تنها در خلأ درست است به هسته‌ای می‌برد که القا در آن هزاران بار بزرگ‌تر است.
06 · یکاهای همسایه
آمپر بر متر · گاؤس · گیلبرتاورستد سه همسایه دارد: آمپر بر متر، که همان شدت را در SI با آن می‌سنجند؛ گاؤس، که در خلأ با آن یکی است؛ و گیلبرت، نیروی محرکهٔ مغناطیسی‌ای که اورستد از تقسیم آن بر یک سانتی‌متر مسیر به دست می‌آید.
شدت میدان در SI، که هرگز نامی از آن خود نیافت.
القا در CGS؛ در خلأ اورستد و گاؤس با یک عدد بیان می‌شوند.
نیروی محرکهٔ مغناطیسی CGS؛ یک گیلبرت بر سانتی‌متر همان اورستد است.
07 · بخش تاریخی
بایگانی · از کپنهاگ تا SIشدت چگونه نامی یافت و آن را از دست داد
{title}
{text}
برای مغناطیس‌زدایی چند اورستد لازم است
بلندی هر ستون وادارندگی Hcb یک آهنربای نمونهٔ روزگار خود است در مقیاس لگاریتمی از 10 تا 20 000 Oe: فولاد آب‌دیده، آلنیکو، فریت، ساماریوم-کبالت و نئودیمیوم. قاب نسل‌ها را به نوبت می‌پیماید؛ در هشتاد سال پایداری آهنرباها نزدیک دویست برابر شد.
سازندگان همهٔ این عددها را هنوز به کیلواورستد چاپ می‌کنند، و در این حرفه اورستد استوارتر از هر جای دیگر زنده است.
کمیتی که بی‌نام ماند
تقریباً همهٔ کمیت‌های الکترومغناطیسی SI نام‌های ویژهٔ خود را دارند: ولت، اهم، وبر، تسلا، هانری. شدت میدان مغناطیسی به این ردیف راه نیافت و آمپر بر متر ماند، هرچند در دستگاه CGS نامی جداگانه داشت — و این سهل‌انگاری نیست، بلکه پیامد مستقیم ساختار SI است: آمپر در آن یکای پایه است و شدت، که در معنا جریان به ازای طول مسیر است، بی هیچ میانجی با آن بیان می‌شود.
اما اورستد در دستگاهی می‌زیست که هیچ یکای پایهٔ الکتریکی نداشت، و آنجا شدت به‌سادگی نوشتار کوتاه‌تری نداشت. هنگامی که در 1960 دستگاه CGS کنار گذاشته شد، این نام زائد شد، اما حرفهٔ آهنرباهای دائمی که دهه‌ها به اورستد حساب می‌کرد آن را همراه گاؤس نگه داشت، و امروز تقریباً هر برگهٔ فنی آهنربای نئودیمیوم هم‌زمان به هر دو دستگاه چاپ می‌شود.
دو نوشتار را ضریبی ساده آشتی می‌دهد: یک کیلوآمپر بر متر برابر 12,566 اورستد است و سازندگان دیرزمانی است آن را در جدول‌هایشان می‌گذارند تا خریدار ناچار نباشد چهار پی را به یاد آورد.