Kuparilanka, jossa virta kulkee alaspäin, lävistää pahvin aivan O-kirjaimen kohdalta, ja sen ympärille leviää pahville kolme kentänvoimakkuuden rengasta, joita pitkin juoksee katkoviivoja. Kaksi nuolta kiertää lankaa renkaita pitkin, keskimmäinen rengas hengittää hehkuen, ja oikealla olevan asteikon liukusäädin nousee 0,2 oerstediin — sen verran antaa yhden ampeerin virta senttimetrin etäisyydellä.
Yksikkösivu
kentänvoimakkuus · CGS lehti 1/1 · päiv. 2026-09Oersted Oe · oersted
SI-järjestelmän ulkopuolinen yksikkö · suure: magneettikentän voimakkuus; CGS-yksikkö, 1 Oe = 1000/4π A/m
Neula, joka värähti kesken luennon
Keväällä 1820 Hans Christian Ørsted piti Kööpenhaminassa iltaluentoa galvaanisesta sähköstä ja huomasi Voltan patsaan piirin sulkiessaan, että langan vieressä ollut kompassi oli kääntynyt. Kuulijat eivät nähneet mitään erityistä, neula värähti tuskin lainkaan, mutta kesällä Ørsted toisti kokeen tehokkaammalla paristolla ja lähetti ympäri Eurooppaa lyhyen latinankielisen kirjoituksen: langassa kulkeva virta synnyttää ympärilleen magneettisen vaikutuksen, joka ei suuntaudu lankaa kohti eikä siitä poispäin vaan kiertää ympyrää.
Sata kymmenen vuotta myöhemmin Ørstedin nimi annettiin magneettikentän voimakkuuden CGS-yksikölle — juuri sille suureelle, jonka virta synnyttää riippumatta siitä, mitä langan ympärillä on: ilmaa, rautaa vai tyhjiötä.
Sivu näyttää, miten kelan samat oerstedit muuttuvat sydämestä riippuen aivan eri gaussimääriksi, miksi SI-muunnoksessa ilmaantuu neljä piitä ja miksi oerstedit elävät yhä magneettien tietolehdissä.
Tunnus Oe kirjoitetaan isolla O:lla ja pienellä e:llä, koska se on johdettu Ørstedin sukunimestä, kun taas yksikön nimi kirjoitetaan pienellä: oersted, kilo-oersted. Tanskan ø-kirjainta ei siirretä tunnukseen, ja siksi yksikkö näyttää samalta kaikilla kielillä.
Oersted mittaa kentänvoimakkuutta H — sitä, minkä virta synnyttää — ja gauss mittaa induktiota B — sitä, mitä aineessa syntyy. Tyhjiössä luvut ovat samat, mutta jo teräksisessä sydämessä yksi oersted antaa tuhansia gausseja, eikä toista saa panna toisen paikalle.
01 · Määritelmä
ampeeri metriä kohti · gilbert · gaussOersted on magneettikentän voimakkuuden yksikkö sähkömagneettisessa CGS-järjestelmässä: tällaisen voimakkuuden synnyttää yhden gilbertin magnetomotorinen voima senttimetriä kohti, ja SI:hin muunnettuna se on tuhat jaettuna neljällä piillä ampeeria metriä kohti eli noin 79,6 A/m.
Kentänvoimakkuus kuvaa kenttää sellaisena kuin virrat sen tekevät, eikä se riipu aineesta: kela, jossa on kymmenen kierrosta senttimetrillä ja yhden ampeerin virta, synnyttää sisäänsä noin kaksitoista ja puoli oerstedia, oli sen sisällä ilmaa tai terästä. Sen sijaan induktio, jonka tämä voimakkuus aiheuttaa, riippuu aineesta voimakkaasti, koska rauta magnetoituu ja lisää kenttään omansa, joten B = H + 4πM.
Oerstedin SI-muunnoksen neljä piitä ovat jälki siitä, miten CGS-järjestelmä rakennettiin: magneettinapojen Coulombin laki kirjoitetaan siinä ilman kerrointa, ja kentän pallogeometria siirtyi virtojen yhtälöihin, kun taas SI poisti sen Maxwellin yhtälöistä yksiköiden määritelmiin.
Samat oerstedit, eri gaussit
Vasemmalla kela, jossa on kymmenen kierrosta senttimetrillä ja valittu sydän: kuparin virta määrää voimakkuuden H, ja sydämen violettien viivojen määrä ja nopeus näyttävät syntyvän induktion B. Oikealla kaikkien viiden materiaalin magnetoitumiskäyrät logaritmisella H-asteikolla — kirkas on valittu, hehkuva piste nykyinen tila ja ohut viiva pohjalla tyhjiö, jossa B on lukuarvoltaan yhtä suuri kuin H.
Miksi voimakkuus lasketaan virrasta eikä kentästä
Jos langan kiertää mitä tahansa suljettua reittiä pitkin ja laskee kentänvoimakkuuden yhteen reitin varrelta, saadaan reitin sisään jäävä virta kerrottuna vakiokertoimella eikä mitään muuta: summaan ei vaikuta sydän eikä ilma. Siksi insinööri laskee kelan voimakkuuden suoraan kierroksista ja ampeereista ja lukee induktion sen jälkeen materiaalin käyrältä — ja juuri tämän kaksivaiheisen logiikan oersted ja gauss säilyttävät kahdelle eri suureelle jaettuina.
02 · Muunnos
yksiköt · kentät ja kelat · koersitiivisuusOerstedista ampeeriin metriä kohti
Syötä kentänvoimakkuus missä tahansa yksikössä, niin sivu ilmaisee sen oersteideina ja ampeereina metriä kohti, näyttää, mitkä virrat ja kelat sen synnyttävät, ja vertaa sitä materiaalien koersitiivisuuteen — voimakkuuteen, joka tarvitaan aineen demagnetointiin. Voimakkuus on kaikilla välilehdillä sama.
Muistisääntö: oersted on lähes kahdeksankymmentä ampeeria metriä kohti, ja kiloampeeri metriä kohti hieman yli kaksitoista ja puoli oerstedia.
Magneeteilla on kaksi koersitiivisuutta: induktion, Hcb, jossa B häviää, ja magnetoituman, Hcj, jossa itse magnetoituma häviää; neodyymimagneeteilla jälkimmäinen voi olla kaksinkertainen edelliseen verrattuna. Tietolehtiä vertaillessa kannattaa tarkistaa, kumpi on ilmoitettu.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Mittalaitteet
neula · Helmholtz · silmukka · pihtiMiten oersteideja synnytetään ja luetaan
Lanka kompassin yllä
Lanka pingotetaan etelästä pohjoiseen aivan neulan yläpuolelle, ja kun siihen päästetään virta, neula kääntyy poikittain; kun lanka siirretään neulan alle tai virran suunta käännetään, neula kääntyy toiseen suuntaan. Tästä yksinkertaisesta kokeesta syntyi muutamassa viikossa Schweiggerin multiplikaattori — ensimmäinen galvanometri — ja myöhemmin tangenttibussoli, jossa neulan kulma luettiin virran voimakkuutena.
Mitoista laskettu voimakkuus
Kaksi samanlaista kelaa, jotka on sijoitettu säteensä etäisyydelle toisistaan, synnyttävät väliinsä laajalla alueella lähes tasaisen kentän, ja sen voimakkuus lasketaan kierrosluvusta, virrasta ja säteestä ilman mitään sovitusta. Siksi Helmholtzin kelat toimivat kenttänormaalina: niissä kalibroidaan antureita, kompensoidaan maan kenttä ja asetetaan täsmälleen niin monta oerstedia kuin testimenetelmä vaatii.
Silmukka, jossa molemmat nimet elävät
Näytteeseen tehdään kaksi käämiä: ensimmäiseen johdetaan vaihtovirta, josta lasketaan voimakkuus oersteideina, toisesta otetaan indusoitunut jännite ja integroidaan se induktioksi gausseina. Piste kiertää hystereesisilmukan, ja siitä suunnittelija lukee kaiken tarvitsemansa: remanenssin, jossa silmukka leikkaa B-akselin, ja koersitiivisuuden, jossa se leikkaa H-akselin.
Kiertämällä löydetty virta
Virtapihti ympäröi langan sydänrenkaalla ja laskee Ampèren lain mukaan voimakkuuden yhteen koko kierroksen matkalta, joten lukema ei riipu siitä, missä kohtaa rengasta johdin on. Se on suoraa perintöä Ørstedin kokeesta: virta saadaan selville katkaisematta piiriä, pelkästään siitä voimakkuuden ympyrästä, jonka virta luo ympärilleen.
05 · Kirjoitussäännöt
tunnus · H ja B · magneetin tietolehtiKoersitiivisuus oersteideina, ei gausseina
Oerstedia käytetään vain voimakkuudesta ja gaussia vain induktiosta, ja oersteideja SI:hin muunnettaessa ei unohdeta kerrointa tuhat jaettuna neljällä piillä.
Oikean puolen ensimmäinen rivi mittaa voimakkuutta induktion yksiköllä, toinen hukkaa kertoimen kahdeksankymmentä, kolmas ottaa kaavan absoluuttisesta järjestelmästä, jossa virta on abampeereina, ja erehtyy kymmenkertaisesti. Neljäs keksii olemattoman yksikön megagauss-oerstedin tilalle, viides pilaa tunnuksen kirjainkoon, ja kuudes siirtää vain tyhjiössä pätevän yhtäsuuruuden sydämeen, jossa induktio on tuhansia kertoja suurempi.
06 · Naapuriyksiköt
ampeeri metriä kohti · gauss · gilbertOerstedilla on kolme naapuria: ampeeri metriä kohti, jolla samaa voimakkuutta mitataan SI:ssä; gauss, jonka kanssa se on tyhjiössä sama; ja gilbert, magnetomotorinen voima, josta oersted saadaan jakamalla senttimetrin matkalla.
Kentänvoimakkuus SI:ssä, joka ei koskaan saanut omaa nimeä.
Induktio CGS:ssä; tyhjiössä oersted ja gauss ilmaistaan samalla luvulla.
Magnetomotorinen voima CGS:ssä; gilbert senttimetriä kohti on oersted.
07 · Historiallinen osa
arkisto · Kööpenhaminasta SI:hinMiten kentänvoimakkuus sai nimen ja menetti sen
{title}
{text}
Montako oerstedia demagnetointiin tarvitaan
Kunkin pylvään korkeus on aikansa tyypillisen magneetin koersitiivisuus Hcb logaritmisella asteikolla 10–20 000 Oe: karkaistu teräs, alnico, ferriitti, samarium-koboltti ja neodyymi. Kehys käy sukupolvet läpi vuorotellen; kahdeksassakymmenessä vuodessa magneettien kestävyys kasvoi lähes kaksisataakertaiseksi.
Kaikki nämä luvut valmistajat painavat yhä kilo-oersteideina, ja tällä alalla oersted elää varmemmin kuin missään muualla.
Suure, joka jäi ilman nimeä
Lähes kaikilla SI:n sähkömagneettisilla suureilla on oma nimi: voltti, ohmi, weber, tesla, henry. Magneettikentän voimakkuus ei päässyt tähän riviin vaan jäi ampeeriksi metriä kohti, vaikka sillä oli CGS-järjestelmässä oma nimensä — eikä se ole huolimattomuutta vaan suora seuraus SI:n rakenteesta: ampeeri on siinä perusyksikkö, ja voimakkuus, joka on merkitykseltään virtaa matkan pituutta kohti, ilmaistaan sen avulla ilman välittäjää.
Oersted sen sijaan eli järjestelmässä, jossa sähköisiä perusyksiköitä ei ollut lainkaan, ja siellä voimakkuudella ei yksinkertaisesti ollut lyhyempää merkintää. Kun CGS hylättiin vuonna 1960, nimi kävi tarpeettomaksi, mutta kestomagneettien ammattikunta, joka oli vuosikymmeniä laskenut oersteideina, säilytti sen yhdessä gaussin kanssa, ja nykyään lähes jokainen neodyymimagneetin tietolehti painetaan kummassakin järjestelmässä yhtä aikaa.
Kaksi merkintätapaa sovittaa yhteen yksinkertainen kerroin: kiloampeeri metriä kohti on 12,566 oerstedia, ja valmistajat ovat jo pitkään panneet sen taulukoihinsa, joten ostajan ei tarvitse muistaa neljää piitä.