وبر
در سال 1833 در گوتینگن، کارل گاوس و ویلهلم وبر سیمی به طول حدود یک کیلومتر از بالای بام‌ها کشیدند. این سیم رصدخانه را به آزمایشگاه فیزیک وصل کرد. این تلگراف باتری نداشت. وبر پیچه‌ای را در امتداد یک آهنربای دائمی جابه‌جا می‌کرد و در سیم تپش کوتاهی از جریان پدید می‌آمد. در سر دیگر، این تپش یک عقربهٔ مغناطیسی را می‌چرخاند.
وقتی شار مغناطیسی گذرنده از پیچه تغییر کند، در پیچه جریان پدید می‌آید. هرچه شار تندتر تغییر کند، ولتاژ بیشتر است. یک وبر شاری است که اگر در یک ثانیه به طور یکنواخت به صفر برسد، در یک دور سیم ولتاژ 1 V القا می‌کند. برای همین وبر برابر با ولت ضرب در ثانیه است.
| نشانه | Wb |
| تعریف | ولت‌ثانیه · V·s · T·m² · kg·m²·s⁻²·A⁻¹ |
| مقادیر مرجع | کوانتوم شار h/2e — 2,067 834 fWb · 1 Wb = 10⁸ Mx |
| وارد شد | نام — IEC، سال 1935 · در SI از سال 1960، یازدهمین کنفرانس عمومی |
| استانداردها | ISO 80000-6 · IEC 60050-121 · SI Brochure 9th ed. |
| مقدارهای نمونه | 35 nWb — میدان زمین در حلقهٔ 3 cm · 136 µWb — آهنربای نئودیمیم در پیچه · 15 mWb — هستهٔ ترانسفورماتور |
01 · تعریف
ولتی که یک ثانیه می‌پاید
شار مغناطیسی Φ نشان می‌دهد چه مقدار میدان از یک سطح می‌گذرد. این کمیت برابر است با چگالی شار مغناطیسی ضرب در مساحت و ضرب در کسینوس زاویهٔ میان میدان و خط عمود بر سطح. میدان یک تسلا که از یک متر مربع بگذرد، یک وبر می‌دهد. اگر سطح را لبه به سوی میدان بچرخانیم، شار صفر می‌شود.
شار به خودی خود ولتاژ نمی‌سازد. ولتاژ فقط هنگام تغییر شار پدید می‌آید: این قانون فاراده است. اگر ولتاژ را در تمام مدت تغییر جمع بزنیم، درست به اندازهٔ تغییر شار می‌رسیم. پس وبر را می‌توان با ولت‌سنج و ساعت اندازه گرفت: مساحت زیر منحنی ولتاژ ولت‌ثانیه است، یعنی وبر.
چه مقدار میدان از قاب می‌گذرد
خط‌های عمودی میدانی یکنواخت‌اند، از پهلو. بیضی مسی قابی است که به اندازهٔ زاویهٔ θ چرخیده است. خط‌هایی که از قاب می‌گذرند آبی‌اند و خط‌های خاکستری از کنار آن رد می‌شوند. خط‌چین آبی زیر قاب سایهٔ آن روی سطح افقی است، A cos θ: شار برابر است با چگالی شار ضرب در این سایه.
از پیچه‌ای با صد دور همان شاری می‌گذرد که از یک دور. اما ولتاژ در هر دور القا می‌شود و این ولتاژها با هم جمع می‌شوند. برای همین برای پیچه شار پیوندی را حساب می‌کنند: شار ضرب در تعداد دورها. این کمیت هم بر حسب وبر نوشته می‌شود. القاییدگی بر حسب هانری، شار پیوندی به ازای هر آمپر جریان است.
تند یا کند — همان تعداد وبر
در وسط پیچه‌ای روی یک لولهٔ شفاف است و بالای آن آهنربایی از نخ آویزان است. نیمهٔ سرخ آهنربا قطب شمال است و نیمهٔ آبی قطب جنوب. خط‌چین آبی خط‌های میدان آهنرباست و نقطه‌های مسی روی دورها جریانی است که در آن‌ها القا می‌شود. سمت راست صفحهٔ اسیلوسکوپ است: خط نارنجی ولتاژ دو سر پیچه در سه ثانیهٔ اخیر است و بخش پرشده مساحت زیر آن. سمت چپ شارسنج است: ولتاژ را در طول آزمایش جمع می‌زند و تغییر شار پیوندی را نشان می‌دهد. آهنربا را می‌توان فرو برد، بیرون کشید، از درون پیچه رها کرد یا وارونه کرد. در حالت «میدان زمین» به جای آهنربا قابی تخت هست که آن را در میدان سیاره وارونه می‌کنند.
آهنربا را آهسته در پیچه فرو ببرید، سپس تند بیرون بکشید.
02 · تبدیل
| یکا | مقدار | کجا دیده می‌شود |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
1 Wb = 10⁸ Mx. در کتاب‌های قدیمی ماکسول را به سادگی «خط» می‌نامیدند: یک خط نیروی فاراده.
ولت‌ثانیه و وبر یک چیزند. چوک‌های منبع تغذیه را با V·s رده‌بندی می‌کنند: هسته پیش از اشباع چه ولتاژی را تا چه مدت تاب می‌آورد.
گاوس شار نیست، بلکه چگالی شار است: یک ماکسول بر سانتی‌متر مربع. تسلا یک وبر بر متر مربع است، 1 T = 10⁴ Gs.
03 · مرتبه‌های بزرگی
04 · ابزارهای اندازه‌گیری
05 · قواعد نگارش
06 · یکاهای همسایه
07 · بخش تاریخی
وبر هیچ استاندارد شیئی ندارد. شار را از راه ولتاژ و زمان می‌سنجند و استانداردهای آن‌ها کوانتومی‌اند. در اتصال جوزفسون هر تپش ولتاژ مساحتی درست برابر با یک کوانتوم شار، h/2e، دارد. از سال 2019 ثابت پلانک و بار الکترون دقیقاً تثبیت شده‌اند، پس کوانتوم شار هم عددی دقیق است: 2,067 833 848… fWb.
از این جا نتیجه‌ای ساده به دست می‌آید. برای یک وبر حدود 4,8·10¹⁴ کوانتوم لازم است. استاندارد ولتاژ دقیقاً همین گونه کار می‌کند: هزاران اتصال روی یک تراشه با ریزموج تابانده می‌شوند و هر کدام کوانتوم‌های شار را با بسامدی معلوم عبور می‌دهد. ولت از بسامد به دست می‌آید و وبر از ولت و ثانیه.
فهرست کمیت‌ها
همهٔ فهرست ←هفت یکای پایهٔ SI
یک قطره اسید رنگ آب‌میوه را تغییر می‌دهد، نمک شعله را رنگی می‌کند، آب با یک ضربه یخ می‌زند. زیر آن‌ها همهٔ برگه‌های Simetrium، بر پایهٔ رشته و به ترتیب الفبا.
باز کردن فهرست ←