Weber
Pada tahun 1833 di Göttingen, Carl Gauss dan Wilhelm Weber merentangkan kawat sepanjang sekitar satu kilometer di atas atap-atap. Kawat itu menghubungkan observatorium dengan ruang fisika. Telegraf ini tidak memakai baterai. Weber menggeser kumparan di sepanjang magnet permanen, dan di kawat muncul sentakan arus yang singkat. Di ujung lain sentakan itu memutar jarum magnet.
Arus muncul di kumparan ketika fluks magnetik yang menembusnya berubah. Makin cepat fluks berubah, makin besar tegangannya. Satu weber adalah fluks yang, bila turun merata sampai nol dalam satu detik, menginduksi tegangan 1 V pada satu lilitan. Karena itu weber sama dengan volt dikali detik.
| Notasi | Wb |
| Definisi | volt-detik · V·s · T·m² · kg·m²·s⁻²·A⁻¹ |
| Nilai acuan | kuantum fluks h/2e — 2,067 834 fWb · 1 Wb = 10⁸ Mx |
| Diperkenalkan | nama — IEC, 1935 · dalam SI sejak 1960, Konferensi Umum ke-XI |
| Standar | ISO 80000-6 · IEC 60050-121 · SI Brochure 9th ed. |
| Nilai khas | 35 nWb — medan Bumi pada cincin 3 cm · 136 µWb — magnet neodimium dalam kumparan · 15 mWb — inti transformator |
01 · Definisi
Volt yang bertahan satu detik
Fluks magnetik Φ menunjukkan seberapa banyak medan yang menembus suatu permukaan. Besarnya sama dengan induksi magnetik dikali luas dan dikali kosinus sudut antara medan dan garis normal permukaan. Medan satu tesla yang menembus satu meter persegi memberi satu weber. Jika permukaan diputar sejajar dengan medan, fluks menjadi nol.
Fluks sendiri tidak menghasilkan tegangan. Tegangan hanya muncul ketika fluks berubah: inilah hukum Faraday. Jika tegangan dijumlahkan selama seluruh waktu perubahan, hasilnya tepat sama dengan perubahan fluks. Karena itu weber dapat diukur dengan voltmeter dan jam: luas di bawah kurva tegangan adalah volt-detik, yaitu weber.
Seberapa banyak medan yang menembus bingkai
Garis-garis vertikal adalah medan homogen, dilihat dari samping. Elips tembaga adalah bingkai yang dimiringkan sebesar sudut θ. Warna biru menandai garis yang menembus bingkai; garis abu-abu lewat di sampingnya. Garis putus-putus biru di bawah bingkai adalah bayangannya pada bidang datar, A cos θ: fluks sama dengan induksi magnetik dikali bayangan ini.
Kumparan seratus lilitan ditembus fluks yang sama dengan satu lilitan. Namun tegangan diinduksi di setiap lilitan, dan tegangan-tegangan itu saling menjumlah. Karena itu untuk kumparan dihitung tautan fluks: fluks dikali jumlah lilitan. Besaran ini juga ditulis dalam weber. Induktansi dalam henry adalah tautan fluks per ampere arus.
Cepat atau lambat — webernya sama
Di tengah ada kumparan pada tabung bening, dan di atasnya tergantung magnet pada seutas benang. Separuh merah magnet adalah kutub utara, separuh biru kutub selatan. Garis putus-putus biru adalah garis medan magnet; titik-titik tembaga pada lilitan adalah arus yang diinduksi di dalamnya. Di kanan ada layar osiloskop: garis oranye adalah tegangan kumparan selama tiga detik terakhir, arsirannya adalah luas di bawahnya. Di kiri ada fluksmeter: alat ini menjumlahkan tegangan selama percobaan dan menunjukkan perubahan tautan fluks. Magnet dapat didorong masuk, ditarik keluar, dijatuhkan menembus kumparan, atau dibalik. Dalam mode «Medan Bumi», magnet diganti bingkai datar yang dibalik di dalam medan planet.
Dorong magnet ke dalam kumparan perlahan, lalu tarik keluar dengan cepat.
02 · Konversi
| Satuan | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
1 Wb = 10⁸ Mx. Di buku-buku lama maxwell disebut «garis» saja: satu garis gaya Faraday.
Volt-detik dan weber adalah hal yang sama. Induktor pada catu daya dihitung dalam V·s: berapa tegangan selama berapa lama yang dapat ditahan inti sebelum jenuh.
Gauss bukan fluks, melainkan induksi magnetik: maxwell per sentimeter persegi. Tesla adalah weber per meter persegi, 1 T = 10⁴ Gs.
03 · Orde besaran
04 · Alat ukur
05 · Aturan penulisan
06 · Satuan tetangga
07 · Bagian sejarah
Tidak ada standar weber berupa benda. Fluks diukur melalui tegangan dan waktu, dan standar keduanya bersifat kuantum. Pada sambungan Josephson setiap pulsa tegangan membawa luas tepat satu kuantum fluks, h/2e. Sejak 2019 konstanta Planck dan muatan elektron ditetapkan secara eksak, sehingga kuantum fluks juga merupakan bilangan eksak: 2,067 833 848… fWb.
Dari sini muncul akibat sederhana. Untuk mendapatkan satu weber diperlukan sekitar 4,8·10¹⁴ kuantum. Begitulah standar tegangan dibuat: ribuan sambungan pada satu cip disinari gelombang mikro, dan masing-masing melewatkan kuantum fluks dengan frekuensi yang diketahui. Volt diperoleh dari frekuensi, dan weber dari volt dan detik.
Katalog besaran
seluruh indeks →Tujuh satuan pokok SI
Setetes asam mengubah warna sari buah, garam mewarnai nyala api, air membeku karena satu ketukan. Di bawahnya semua halaman Simetrium, menurut bidang ilmu dan menurut abjad.
Buka indeks →