韋伯
1833 年，在哥廷根，卡爾·高斯和威廉·韋伯在屋頂上方架起一根長約一公里的導線，把天文臺和物理實驗室連了起來。這臺電報機沒有電池。韋伯沿著永久磁鐵推動線圈，導線中就產生一個短促的電流脈衝。在線路的另一端，這個脈衝使磁針轉動。
穿過線圈的磁通量發生變化時，線圈中就會出現電流。磁通變化越快，電壓越高。一韋伯是這樣的磁通：它在一秒內均勻地減小到零時，在單匝線圈中感應出 1 V 的電壓。所以韋伯等於伏特乘以秒。
| 記號 | Wb |
| 定義 | 伏秒 · V·s · T·m² · kg·m²·s⁻²·A⁻¹ |
| 參考值 | 磁通量子 h/2e — 2.067 834 fWb · 1 Wb = 10⁸ Mx |
| 引入 | 名稱 — IEC，1935 年 · 1960 年起納入國際單位制，第十一屆國際計量大會 |
| 標準 | ISO 80000-6 · IEC 60050-121 · SI Brochure 9th ed. |
| 典型值 | 35 nWb — 3 cm 圓環中的地磁場 · 136 µWb — 線圈中的釹磁鐵 · 15 mWb — 變壓器鐵芯 |
01 · 定義
持續一秒的伏特
磁通量 Φ 表示有多少磁場穿過一個面。它等於磁感應強度乘以面積，再乘以磁場與該面法線夾角的餘弦。一特斯拉的磁場穿過一平方公尺，給出一韋伯。如果把這個面轉成側對磁場，磁通就變為零。
磁通本身不產生電壓。只有磁通變化時才會出現電壓，這就是法拉第定律。把變化全過程中的電壓累加起來，得到的恰好是磁通的變化量。所以韋伯可以用電壓表和時鐘來測量：電壓曲線下的面積就是伏秒，也就是韋伯。
有多少磁場穿過線框
豎直線是均勻磁場的側視圖。銅色橢圓是轉過 θ 角的線框。藍色標出穿過線框的磁感線，灰色的從旁邊經過。線框下方的藍色虛線是它在水平面上的投影，A cos θ：磁通等於磁感應強度乘以這個投影。
穿過百匝線圈的磁通，與穿過單匝的相同。但每一匝都會感應出電壓，這些電壓相加。所以對線圈要計算磁鏈：磁通乘以匝數。磁鏈也以韋伯為單位。以亨利為單位的電感，就是每安培電流對應的磁鏈。
快也好，慢也好，韋伯數不變
中間是一個繞在透明管上的線圈，上方用細線吊著一塊磁鐵。磁鐵的紅色一半是北極，藍色一半是南極。藍色虛線是磁鐵的磁感線，線匝上的銅色圓點是其中感應出的電流。右邊是示波器螢幕：橙色線是最近三秒內線圈兩端的電壓，填充部分是曲線下的面積。左邊是磁通計：它把實驗過程中的電壓累加起來，顯示磁鏈的變化。磁鐵可以推入、拉出、從線圈中穿過落下或翻轉。在「地磁場」模式下，磁鐵換成一個在地球磁場中翻轉的平面線框。
把磁鐵慢慢推入線圈，再快速拉出。
02 · 換算
| 單位 | 數值 | 常見於何處 |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
1 Wb = 10⁸ Mx。在舊書中，麥克斯韋被簡稱為「線」：法拉第的一條力線。
伏秒和韋伯是同一回事。電源中的扼流圈用 V·s 來標定：鐵芯在飽和之前能承受多大的電壓、多長的時間。
高斯不是磁通，而是磁感應強度：每平方公分一麥克斯韋。特斯拉是每平方公尺一韋伯，1 T = 10⁴ Gs。
03 · 數量級
04 · 測量儀器
05 · 書寫規則
06 · 相鄰單位
07 · 歷史部分
韋伯沒有實物基準。磁通通過電壓和時間來測量，而它們的基準都是量子基準。在約瑟夫森結中，每個電壓脈衝的面積恰好是一個磁通量子 h/2e。自 2019 年起，普朗克常數和電子電荷被精確固定，因此磁通量子也是一個精確的數：2.067 833 848… fWb。
由此得出一個簡單的結論：一韋伯大約需要 4.8·10¹⁴ 個量子。電壓基準正是這樣工作的：一塊晶片上的數千個結受到微波照射，每個結以已知的頻率通過磁通量子。伏特由頻率得出，韋伯則由伏特和秒得出。
一滴酸改變果汁的顏色，鹽為火焰染色，水被輕敲一下就結冰。下面是 Simetrium 的全部頁面，按學科和字母順序排列。
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