Egy lefelé folyó árammal átjárt rézhuzal pontosan az O betűn át szúrja keresztül a kartont, és körülötte három térerősség-gyűrű terül szét a kartonon, amelyeken szaggatott vonalak futnak. Két nyíl kerüli meg a huzalt a gyűrűkön, a középső gyűrű izzással lélegzik, a jobb oldali skála csúszkája pedig 0,2 oerstedig jut — ennyit ad egy amper áram egy centiméter távolságban.
Egységlap
térerősség · CGS adatlap 1/1 · átd. 2026-09Oersted Oe · oersted
SI-n kívüli egység · mennyiség: mágneses térerősség; CGS-egység, 1 Oe = 1000/4π A/m
A tű, amely megrezdült egy előadáson
1820 tavaszán Hans Christian Ørsted Koppenhágában esti előadást tartott a galvanikus elektromosságról, és egy Volta-oszlop áramkörének zárásakor észrevette, hogy a huzal mellett álló iránytű elfordult. A hallgatók semmi különöset nem láttak, a tű alig rezdült meg, ám azon a nyáron Ørsted erősebb telepekkel megismételte a kísérletet, és rövid latin nyelvű közleményt küldött szét Európában: a huzalban folyó áram maga körül mágneses hatást kelt, amely sem a huzal felé, sem tőle elfelé nem irányul, hanem körben.
Száztíz évvel később Ørsted nevét kapta a mágneses térerősség CGS-egysége — éppen annak a mennyiségnek az egysége, amelyet az áram kelt, bármi veszi is körül a huzalt: levegő, vas vagy vákuum.
A lap megmutatja, hogyan lesz egy tekercs ugyanannyi oerstedjéből a vasmagtól függően egészen más számú gauss, miért jelenik meg az SI-re való átszámításkor négy pí, és miért él tovább az oersted a mágnesek adatlapjain.
Az Oe jelet nagy O-val és kis e-vel írjuk, mert Ørsted vezetéknevéből származik, az egység nevét viszont kisbetűvel: oersted, kilooersted. A dán ø betű nem kerül át a jelbe, ezért az egység minden nyelven ugyanúgy néz ki.
Az oersted a H térerősséget méri — amit az áram kelt —, a gauss pedig a B indukciót — ami az anyagban létrejön. Vákuumban a számok egybeesnek, de már egy acélmagban is egy oersted gaussok ezreit adja, és az egyiket nem szabad a másik helyére írni.
01 · Meghatározás
amper per méter · gilbert · gaussAz oersted a mágneses térerősség egysége az elektromágneses CGS-rendszerben: ilyen térerősséget kelt az egy gilbert gerjesztés úthossz-centiméterenként, és SI-re átszámítva ezer osztva négy pível amper per méter, azaz körülbelül 79,6 A/m.
A térerősség a mezőt úgy írja le, ahogyan az áramok létrehozzák, és nem függ az anyagtól: egy centiméterenként tíz menetes, egy amperrel táplált tekercs belsejében körülbelül tizenkét és fél oerstedet kelt, akár levegő, akár acél van benne. Az indukció viszont, amelyet ez a térerősség létrehoz, erősen függ az anyagtól, mert a vas mágneseződik és a saját terét hozzáadja, így B = H + 4πM.
Az oersted SI-re való átszámításában megjelenő négy pí annak a nyoma, ahogyan a CGS-rendszert felépítették: a mágneses pólusokra vonatkozó Coulomb-törvény benne együttható nélkül szerepel, a mező gömbi geometriája pedig az áramok egyenleteibe költözött, míg az SI a Maxwell-egyenletekből az egységek definícióiba tette át.
Ugyanannyi oersted, különböző gauss
Balra egy centiméterenként tíz menetes tekercs a kiválasztott vasmaggal: a rézben folyó áram szabja meg a H térerősséget, a vasmagban futó lila vonalak száma és sebessége pedig a létrejövő B indukciót mutatja. Jobbra mind az öt anyag mágnesezési görbéje logaritmikus H-skálán — a fényes a kiválasztott, a világító pont a pillanatnyi állapot, az alul futó vékony vonal pedig a vákuum, ahol B számértéke egyenlő H-éval.
Miért az áramból számítják a térerősséget, és nem a mezőből
Ha egy huzalt tetszőleges zárt úton megkerülünk, és összegezzük mentén a térerősséget, az út által körülfogott áramot kapjuk egy állandó szorzóval, és semmi mást: sem a vasmag, sem a levegő nem kerül bele az összegbe. Ezért a mérnök a tekercs térerősségét közvetlenül a menetekből és az amperekből számítja, az indukciót pedig utána az anyag görbéjéről olvassa le — és pontosan ezt a kétlépcsős logikát őrzi meg az oersted és a gauss, két különböző mennyiségre szétosztva.
02 · Átszámítás
egységek · mezők és tekercsek · koercitív erőAz oerstedtől az amper per méterig
Adjon meg egy térerősséget bármilyen egységben, és a lap kifejezi oerstedben és amper per méterben, megmutatja, milyen áramok és tekercsek keltik, és összeveti az anyagok koercitív erejével — azzal a térerősséggel, amely egy anyag lemágnesezéséhez kell. A térerősség minden fülön ugyanaz.
Megjegyezhető szabály: egy oersted majdnem nyolcvan amper per méter, egy kiloamper per méter pedig valamivel több mint tizenkét és fél oersted.
A mágneseknek két koercitív erejük van: az indukcióé, Hcb, amelynél B eltűnik, és a mágnesezettségé, Hcj, amelynél maga a mágnesezettség tűnik el; a neodímium mágneseknél a második akár kétszerese is lehet az elsőnek. Adatlapok összevetésekor érdemes ellenőrizni, melyik van megadva.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Mérőeszközök
tű · Helmholtz · hurok · lakatfogóHogyan keltik és olvassák le az oerstedet
Huzal egy iránytű fölött
A huzalt délről északra feszítik ki közvetlenül a tű fölött, és amikor áramot engednek rá, a tű keresztbe fordul; elég a huzalt alá tenni vagy megfordítani az áramot, és a másik irányba fordul. Ebből az egyszerű kísérletből néhány hét alatt megszületett Schweigger multiplikátora — az első galvanométer —, később pedig a tangensbusszola, amelyben a tű szögét áramerősségként olvasták le.
A méretekből számított térerősség
Két egyforma tekercs, amelyek a sugarukkal egyenlő távolságban állnak, maguk között széles tartományban csaknem homogén mezőt keltenek, és ennek erőssége a menetszámból, az áramból és a sugárból számítható ki mindenféle illesztés nélkül. Ezért szolgálnak a Helmholtz-tekercsek mezőetalonként: bennük kalibrálják az érzékelőket, kompenzálják a Föld terét, és pontosan annyi oerstedet állítanak be, amennyit egy vizsgálati módszer megkövetel.
A hurok, amelyen mindkét név él
A mintára két tekercselést tesznek: az elsőn váltakozó áramot vezetnek át, és ebből számítják a térerősséget oerstedben, a másodikról levett indukált feszültséget pedig indukcióvá integrálják gaussban. A pont végigjárja a hiszterézishurkot, és róla olvas le a tervező mindent, amire szüksége van: a remanenciát, ahol a hurok metszi a B tengelyt, és a koercitív erőt, ahol a H tengelyt metszi.
Körbejárással megtalált áram
A lakatfogó egy vasmaggyűrűvel öleli körül a vezetőt, és a gerjesztési törvény szerint az egész körbejárás mentén összegzi a térerősséget, így a kijelzés nem függ attól, hol fekszik a vezeték a gyűrűn belül. Ez Ørsted kísérletének közvetlen öröksége: az áramot az áramkör megbontása nélkül ismerjük meg, pusztán abból a térerősség-körből, amelyet maga körül kelt.
05 · Írásszabályok
jel · H és B · mágnes adatlapjaKoercitív erő oerstedben, nem gaussban
Az oersted csak a térerősséghez, a gauss csak az indukcióhoz tartozik, és az oersted SI-re való átszámításakor nem feledkezünk meg az ezer per négy pí szorzóról.
A jobb oldali első sor indukcióegységgel méri a térerősséget, a második elveszíti a nyolcvanas szorzót, a harmadik az abszolút rendszerből vesz képletet, ahol az áram abamperben áll, és tízszeres hibát vét. A negyedik nem létező egységet talál ki a megagauss-oersted helyett, az ötödik elrontja a jel kis- és nagybetűit, a hatodik pedig egy csak vákuumban érvényes egyenlőséget visz át egy vasmagra, ahol az indukció ezerszer nagyobb.
06 · Szomszédos egységek
amper per méter · gauss · gilbertAz oerstednek három szomszédja van: az amper per méter, amellyel ugyanezt a térerősséget az SI-ben mérik; a gauss, amellyel vákuumban egybeesik; és a gilbert, az a gerjesztés, amelyből az oersted egy centiméter úthosszal osztva adódik.
A térerősség az SI-ben, amely soha nem kapott saját nevet.
Indukció a CGS-ben; vákuumban az oerstedet és a gausst ugyanaz a szám fejezi ki.
Gerjesztés a CGS-ben; centiméterenként egy gilbert maga az oersted.
07 · Történeti rész
archívum · Koppenhágától az SI-igHogyan kapott nevet a térerősség, és hogyan vesztette el
{title}
{text}
Hány oersted kell a lemágnesezéshez
Minden oszlop magassága kora egy jellegzetes mágnesének Hcb koercitív ereje logaritmikus skálán 10 és 20 000 Oe között: edzett acél, alnico, ferrit, szamárium-kobalt és neodímium. A keret sorra járja a nemzedékeket; nyolcvan év alatt a mágnesek ellenállóképessége csaknem kétszázszorosára nőtt.
Mindezeket a számokat a gyártók ma is kilooerstedben nyomtatják, és ebben a szakmában az oersted magabiztosabban él, mint bárhol másutt.
Egy mennyiség, amely név nélkül maradt
Az SI szinte minden elektromágneses mennyiségének saját neve van: volt, ohm, weber, tesla, henry. A mágneses térerősség nem került be ebbe a sorba, és amper per méter maradt, holott a CGS-rendszerben külön neve volt — és ez nem hanyagság, hanem az SI felépítésének egyenes következménye: az amper benne alapegység, a térerősség pedig, amely lényegét tekintve úthosszra jutó áram, közvetítő nélkül fejeződik ki általa.
Az oersted viszont olyan rendszerben élt, amelyben egyáltalán nem voltak elektromos alapegységek, és ott a térerősségnek egyszerűen nem volt rövidebb írásmódja. Amikor 1960-ban felhagytak a CGS-sel, a név fölöslegessé vált, de az állandó mágnesek szakmája, amely évtizedeken át oerstedben számolt, megtartotta a gauss-szal együtt, és ma szinte minden neodímium mágnes adatlapját egyszerre mindkét rendszerben nyomtatják.
A két írásmódot egy egyszerű szorzó békíti össze: egy kiloamper per méter 12,566 oersted, és a gyártók rég beírták a táblázataikba, így a vevőnek nem kell emlékeznie a négy píre.