Waya wa shaba wenye mkondo unaoshuka chini unatoboa karatasi ngumu moja kwa moja kupitia herufi O, na kuuzunguka juu ya karatasi zinaenea pete tatu za nguvu ya uga zenye vistari vinavyotiririka. Mishale miwili inazunguka waya kwenye pete, pete ya katikati inapumua kwa mng'ao, na kitelezi cha kipimo kulia kinapanda hadi 0.2 oersted — hicho ndicho mkondo wa ampea moja hutoa umbali wa sentimita moja.
Ukurasa wa kipimo
nguvu ya uga · CGS karatasi 1/1 · marekebisho 2026-09Oersted Oe · oersted
Kizio nje ya SI · kiasi: nguvu ya uga sumaku; kizio cha CGS, 1 Oe = 1000/4π A/m
Sindano iliyotetemeka wakati wa mhadhara
Katika masika ya 1820 Hans Christian Ørsted alikuwa akitoa mhadhara wa jioni huko Copenhagen kuhusu umeme wa galvani na, alipofunga saketi ya mrundikano wa Volta, aliona kwamba dira iliyokuwa kando ya waya imegeuka. Wasikilizaji hawakuona jambo la ajabu, sindano ilitetemeka kidogo tu, lakini kiangazi kile Ørsted alirudia jaribio kwa betri yenye nguvu zaidi na kutuma kote Ulaya ujumbe mfupi kwa Kilatini: mkondo unaopita kwenye waya huzaa kuuzunguka kitendo cha sumaku, ambacho hakielekei kwenye waya wala mbali nao, bali huzunguka kwa duara.
Miaka mia moja na kumi baadaye jina la Ørsted lilipewa kizio cha CGS cha nguvu ya uga sumaku, yaani kiasi kilekile ambacho mkondo huzaa, chochote kinachouzunguka waya: hewa, chuma au ombwe.
Ukurasa huu unaonyesha jinsi oersted zilezile za koili zinavyogeuka kuwa idadi tofauti kabisa za gauss kulingana na kiini, kwa nini pi nne hujitokeza katika ugeuzaji kwenda SI, na kwa nini oersted bado inaishi kwenye karatasi za data za sumaku.
Alama Oe huandikwa kwa O kubwa na e ndogo, kwa sababu inatokana na jina la ukoo la Ørsted, ilhali jina la kizio huandikwa kwa herufi ndogo: oersted, kilooersted. Herufi ya Kidenmaki ø haiingii kwenye alama, kwa hiyo kizio kinaonekana sawa katika lugha zote.
Oersted hupima nguvu ya uga H — kile ambacho mkondo huzaa —, na gauss hupima uingizaji B — kile kinachotokea ndani ya maada. Katika ombwe namba zinalingana, lakini tayari ndani ya kiini cha chuma cha pua oersted moja hutoa maelfu ya gauss, na kimoja hakiwezi kuwekwa mahali pa kingine.
01 · Ufafanuzi
ampea kwa mita · gilbert · gaussOersted ni kizio cha nguvu ya uga sumaku katika mfumo wa CGS wa sumakuumeme: nguvu hiyo huzaliwa na nguvu sukumi ya sumaku ya gilbert moja kwa kila sentimita ya njia, na ikigeuzwa kwenda SI ni sawa na elfu moja ikigawanywa kwa pi nne ampea kwa mita, yaani takriban 79.6 A/m.
Nguvu ya uga hueleza uga jinsi mikondo inavyoufanya na haitegemei maada: koili yenye mizunguko kumi kwa sentimita na mkondo wa ampea moja huzaa ndani yake takriban oersted kumi na mbili na nusu, iwe ndani yake kuna hewa au chuma cha pua. Lakini uingizaji ambao nguvu hiyo huzaa hutegemea sana maada, kwa sababu chuma hupata usumaku na huongeza uga wake chenyewe, hivyo B = H + 4πM.
Pi nne katika ugeuzaji wa oersted kwenda SI ni alama ya jinsi mfumo wa CGS ulivyojengwa: sheria ya Coulomb kwa ncha za sumaku imeandikwa ndani yake bila kigawo, na jiometri ya tufe ya uga ilihamia kwenye milinganyo ya mikondo, ilhali SI iliiondoa kwenye milinganyo ya Maxwell na kuiweka kwenye fasili za vizio.
Oersted zilezile, gauss tofauti
Kushoto ni koili yenye mizunguko kumi kwa sentimita iliyowekwa kiini kilichochaguliwa: mkondo kwenye shaba huamua nguvu ya uga H, na idadi na kasi ya mistari ya zambarau kwenye kiini huonyesha uingizaji B unaotokea. Kulia ni mikunjo ya usumaku ya maada zote tano kwenye kipimo cha logariti cha H — unaong'aa ni uliochaguliwa, nukta inayowaka ni hali ya sasa, na mstari mwembamba chini ni ombwe, ambapo B ni sawa na H kwa namba.
Kwa nini nguvu ya uga hukokotolewa kwa mkondo, si kwa uga
Ukizunguka waya kwa njia yoyote iliyofungwa na kujumlisha nguvu ya uga kando yake, unapata mkondo uliozungukwa na njia hiyo ukizidishwa kwa kigawo kisichobadilika, na hakuna kingine: wala kiini wala hewa haviingii kwenye jumla. Ndiyo maana mhandisi hukokotoa nguvu ya uga kwenye koili moja kwa moja kutoka mizunguko na ampea, kisha husoma uingizaji kwenye mkunjo wa maada — na mantiki hii ya hatua mbili ndiyo ambayo oersted na gauss huihifadhi, zikiwa zimegawanywa kwa viasi viwili tofauti.
02 · Kubadilisha
vizio · uga na koili · nguvu ya kulazimishaKutoka oersted hadi ampea kwa mita
Ingiza nguvu ya uga kwa kizio chochote, na ukurasa utaieleza kwa oersted na ampea kwa mita, utaonyesha mikondo na koili zipi zinaizaa, na kuilinganisha na nguvu ya kulazimisha ya maada — nguvu ya uga inayohitajika kuondoa usumaku wa dutu. Nguvu ya uga ni ileile katika vichupo vyote.
Kanuni ya kukumbuka: oersted moja ni karibu ampea themanini kwa mita, na kiloampea moja kwa mita ni kidogo zaidi ya oersted kumi na mbili na nusu.
Sumaku zina nguvu mbili za kulazimisha: ya uingizaji, Hcb, ambapo B hutoweka, na ya usumaku, Hcj, ambapo usumaku wenyewe hutoweka; katika sumaku za neodimi ya pili inaweza kuwa mara mbili ya ya kwanza. Unapolinganisha karatasi za data, ni vyema kuangalia ipi imeandikwa.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Vifaa vya kupima
sindano · Helmholtz · kitanzi · kibanoJinsi oersted zinavyozaliwa na kusomwa
Waya juu ya dira
Waya hukazwa kutoka kusini kwenda kaskazini juu kabisa ya sindano, na mkondo ukipitishwa sindano hugeuka kwa kukingama; inatosha kuuhamishia waya chini yake au kugeuza mkondo ili igeuke upande mwingine. Kutokana na jaribio hili sahili, ndani ya wiki chache alizaliwa kizidishi cha Schweigger — galvanomita ya kwanza — na baadaye galvanomita ya tanjenti, ambamo pembe ya sindano ilisomwa kama nguvu ya mkondo.
Nguvu ya uga iliyokokotolewa kwa vipimo
Koili mbili zinazofanana zilizotenganishwa kwa umbali sawa na nusukipenyo chake huzaa kati yao uga karibu sawia katika eneo pana, na nguvu yake hukokotolewa kutoka idadi ya mizunguko, mkondo na nusukipenyo bila marekebisho yoyote. Kwa hiyo koili za Helmholtz hutumika kama kiwango cha uga: ndani yake vitambuzi husawazishwa, uga wa Dunia hufidiwa, na oersted huwekwa sawasawa kama mbinu ya majaribio inavyotaka.
Kitanzi ambacho majina yote mawili huishi
Sampuli huzungushiwa koili mbili: ya kwanza hupitishiwa mkondo geu na kutokana nao nguvu ya uga kwa oersted hukokotolewa, kutoka ya pili volteji iliyoingizwa huchukuliwa na kuunganishwa kuwa uingizaji kwa gauss. Nukta huzunguka kitanzi cha histeresi, na kutoka hapo msanifu husoma kila anachohitaji: uingizaji uliobaki, pale kitanzi kinapokata mhimili B, na nguvu ya kulazimisha, pale kinapokata mhimili H.
Mkondo uliopatikana kwa kuzunguka
Mita ya kibano huukumbatia waya kwa pete ya kiini na, kwa mujibu wa sheria ya Ampère, hujumlisha nguvu ya uga kote kwenye mzunguko, hivyo usomaji hautegemei waya uko wapi ndani ya pete. Huu ni urithi wa moja kwa moja wa jaribio la Ørsted: mkondo hujulikana bila kukata saketi, kutokana tu na duara la nguvu ya uga linalozaliwa kuuzunguka.
05 · Kanuni za kuandika
alama · H na B · karatasi ya data ya sumakuNguvu ya kulazimisha kwa oersted, si kwa gauss
Oersted hutumika kwa nguvu ya uga tu, gauss kwa uingizaji tu, na ukigeuza oersted kwenda SI usisahau kigawo cha elfu kwa pi nne.
Mstari wa kwanza kulia hupima nguvu ya uga kwa kizio cha uingizaji, wa pili hupoteza kigawo cha themanini, wa tatu huchukua fomula kutoka mfumo kamili, ambamo mkondo uko kwa abampea, na hukosea mara kumi. Wa nne hubuni kizio kisichokuwepo badala ya megagauss-oersted, wa tano huharibu herufi kubwa na ndogo za alama, na wa sita hupeleka usawa ulio kweli katika ombwe tu ndani ya kiini, ambamo uingizaji ni mkubwa mara maelfu.
06 · Vipimo jirani
ampea kwa mita · gauss · gilbertOersted ina majirani watatu: ampea kwa mita, ambayo hupima nguvu ileile ya uga katika SI; gauss, ambayo hulingana nayo katika ombwe; na gilbert, nguvu sukumi ya sumaku ambayo ikigawanywa kwa sentimita moja ya njia hutoa oersted.
Nguvu ya uga katika SI, ambayo haijawahi kupata jina lake.
Uingizaji katika CGS; katika ombwe oersted na gauss huelezwa kwa namba ileile.
Nguvu sukumi ya sumaku ya CGS; gilbert moja kwa sentimita ndiyo oersted.
07 · Sehemu ya kihistoria
kumbukumbu · kutoka Copenhagen hadi SIJinsi nguvu ya uga ilivyopata jina kisha ikalipoteza
{title}
{text}
Oersted ngapi zinahitajika kuondoa usumaku
Urefu wa kila nguzo ni nguvu ya kulazimisha Hcb ya sumaku ya kawaida ya wakati wake kwenye kipimo cha logariti kutoka 10 hadi 20 000 Oe: chuma cha pua kilichokazwa, alniko, feriti, samari-kobalti na neodimi. Fremu hupitia vizazi kwa zamu; katika miaka themanini uimara wa sumaku uliongezeka karibu mara mia mbili.
Watengenezaji bado huchapisha namba hizi zote kwa kilooersted, na katika fani hii oersted huishi kwa uthabiti kuliko mahali pengine popote.
Kiasi kilichobaki bila jina
Karibu viasi vyote vya sumakuumeme katika SI vina majina yake: volti, omu, weber, tesla, henri. Nguvu ya uga sumaku haikuingia katika safu hiyo na ikabaki ampea kwa mita, ingawa katika mfumo wa CGS ilikuwa na jina lake — na huo si uzembe, bali ni matokeo ya moja kwa moja ya muundo wa SI: ampea ndani yake ni kizio cha msingi, na nguvu ya uga, ambayo kwa maana ni mkondo kwa urefu wa njia, huelezwa kupitia ampea bila kiungo chochote.
Oersted, kinyume chake, iliishi katika mfumo usio na kizio chochote cha msingi cha umeme, na huko nguvu ya uga haikuwa na uandishi mfupi zaidi. CGS ilipoachwa mwaka 1960 jina likawa la ziada, lakini fani ya sumaku za kudumu, iliyohesabu kwa oersted kwa miongo kadhaa, ililihifadhi pamoja na gauss, na leo karibu kila karatasi ya data ya sumaku ya neodimi huchapishwa kwa mifumo yote miwili kwa wakati mmoja.
Uandishi wote miwili hupatanishwa na kigawo sahili: kiloampea moja kwa mita ni oersted 12.566, na watengenezaji wamekiweka zamani kwenye majedwali yao, ili mnunuzi asihitaji kukumbuka pi nne.