Weber
1833-ban Göttingenben Carl Gauss és Wilhelm Weber egy körülbelül egy kilométer hosszú drótot feszített ki a háztetők fölött. A drót a csillagvizsgálót kötötte össze a fizikai szertárral. Ebben a távíróban nem volt elem. Weber egy állandó mágnes mentén tekercset tolt el, és a drótban rövid áramlökés keletkezett. A másik végén a lökés elfordított egy mágnestűt.
Egy tekercsben akkor jelenik meg áram, ha a rajta áthaladó mágneses fluxus megváltozik. Minél gyorsabban változik a fluxus, annál nagyobb a feszültség. Egy weber az a fluxus, amely egyenletesen, egy másodperc alatt nullára csökkenve egyetlen menetben 1 V feszültséget indukál. Ezért a weber egyenlő egy volt szorozva egy másodperccel.
| Jelölés | Wb |
| Meghatározás | voltszekundum · V·s · T·m² · kg·m²·s⁻²·A⁻¹ |
| Viszonyítási értékek | h/2e fluxuskvantum — 2,067 834 fWb · 1 Wb = 10⁸ Mx |
| Bevezetve | név — IEC, 1935 · az SI-ben 1960 óta, 11. Általános Konferencia |
| Szabványok | ISO 80000-6 · IEC 60050-121 · SI Brochure 9th ed. |
| Jellemző értékek | 35 nWb — a Föld tere egy 3 cm-es gyűrűben · 136 µWb — neodímium mágnes tekercsben · 15 mWb — transzformátor vasmagja |
01 · Meghatározás
Egy volt, amely egy másodpercig tart
A Φ mágneses fluxus azt mutatja, mennyi tér halad át egy felületen. Értéke a mágneses indukció, a terület és a tér meg a felület normálisa által bezárt szög koszinuszának szorzata. Egy tesla erősségű tér egy négyzetméteren át egy webert ad. Ha a felületet élével fordítjuk a tér felé, a fluxus nulla lesz.
A fluxus önmagában nem hoz létre feszültséget. Feszültség csak a fluxus változásakor keletkezik: ez Faraday törvénye. Ha a feszültséget a változás teljes idejére összegezzük, pontosan a fluxus változását kapjuk. Ezért a weber voltmérővel és órával is mérhető: a feszültséggörbe alatti terület voltszekundum, vagyis weber.
Mennyi tér halad át a kereten
A függőleges vonalak egy homogén tér, oldalnézetből. A rézellipszis egy θ szöggel elfordított keret. Kékkel a kereten áthaladó vonalak vannak kiemelve, a szürkék elhaladnak mellette. A keret alatti kék szaggatott vonal a keret árnyéka a vízszintesen, A cos θ: a fluxus az indukció és ennek az árnyéknak a szorzata.
Egy százmenetes tekercsen ugyanaz a fluxus halad át, mint egyetlen meneten. A feszültség azonban minden menetben indukálódik, és ezek összeadódnak. Ezért a tekercsnél a tekercsfluxussal számolnak: ez a fluxus és a menetszám szorzata. Ezt is weberben adják meg. A henryben mért induktivitás az egy amper áramra jutó tekercsfluxus.
Gyorsan vagy lassan — ugyanannyi weber
Középen egy átlátszó csőre tekert tekercs, fölötte cérnán egy mágnes lóg. A mágnes piros fele az északi pólus, a kék a déli. A kék szaggatott vonalak a mágnes erővonalai, a meneteken látható rézpöttyök a bennük indukált áram. Jobbra egy oszcilloszkóp képernyője: a narancssárga vonal a tekercs feszültsége az utolsó három másodpercben, a kitöltés az alatta lévő terület. Balra egy fluxusmérő: a kísérlet ideje alatt összegzi a feszültséget, és a tekercsfluxus változását mutatja. A mágnes betolható, kihúzható, leejthető a tekercsen át vagy megfordítható. „A Föld tere” módban a mágnes helyén egy lapos keret van, amelyet a bolygó terében fordítanak meg.
Tolja be a mágnest lassan a tekercsbe, aztán húzza ki gyorsan.
02 · Átszámítás
| Egység | Érték | Hol fordul elő |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
1 Wb = 10⁸ Mx. A régi könyvekben a maxwellt egyszerűen „vonalnak” nevezték: egy faradayi erővonal.
A voltszekundum és a weber ugyanaz. A tápegységek fojtótekercseit V·s-ban méretezik: mekkora feszültséget mennyi ideig bír a vasmag telítődés nélkül.
A gauss nem fluxus, hanem indukció: maxwell négyzetcentiméterenként. A tesla weber négyzetméterenként, 1 T = 10⁴ Gs.
03 · Nagyságrendek
04 · Mérőeszközök
05 · Írásszabályok
06 · Szomszédos egységek
07 · Történeti rész
A webernek nincs tárgyi etalonja. A fluxust feszültségen és időn keresztül mérik, ezek etalonjai pedig kvantumosak. A Josephson-átmenetben minden feszültségimpulzus területe pontosan egy fluxuskvantum, h/2e. 2019 óta a Planck-állandó és az elektron töltése pontosan rögzített, így a fluxuskvantum is pontos szám: 2,067 833 848… fWb.
Ebből egyszerű következmény adódik. Egy weberhez körülbelül 4,8·10¹⁴ kvantum kell. Így épül fel a feszültségetalon: egyetlen csipen több ezer átmenetet sugároznak be mikrohullámmal, és mindegyik ismert frekvenciával enged át fluxuskvantumokat. A volt a frekvenciából adódik, a weber pedig a voltból és a másodpercből.
Mennyiségek katalógusa
a teljes mutató →Az SI hét alapegysége
Egy csepp sav megváltoztatja a lé színét, a só megfesti a lángot, a víz egy koppintásra megfagy. Alattuk a Simetrium összes lapja, szakterület és ábécé szerint.
A mutató megnyitása →