韦伯
1833 年，在哥廷根，卡尔·高斯和威廉·韦伯在屋顶上方架起一根长约一公里的导线，把天文台和物理实验室连了起来。这台电报机没有电池。韦伯沿着永久磁铁推动线圈，导线中就产生一个短促的电流脉冲。在线路的另一端，这个脉冲使磁针转动。
穿过线圈的磁通量发生变化时，线圈中就会出现电流。磁通变化越快，电压越高。一韦伯是这样的磁通：它在一秒内均匀地减小到零时，在单匝线圈中感应出 1 V 的电压。所以韦伯等于伏特乘以秒。
| 记号 | Wb |
| 定义 | 伏秒 · V·s · T·m² · kg·m²·s⁻²·A⁻¹ |
| 参考值 | 磁通量子 h/2e — 2.067 834 fWb · 1 Wb = 10⁸ Mx |
| 引入 | 名称 — IEC，1935 年 · 1960 年起纳入国际单位制，第十一届国际计量大会 |
| 标准 | ISO 80000-6 · IEC 60050-121 · SI Brochure 9th ed. |
| 典型值 | 35 nWb — 3 cm 圆环中的地磁场 · 136 µWb — 线圈中的钕磁铁 · 15 mWb — 变压器铁芯 |
01 · 定义
持续一秒的伏特
磁通量 Φ 表示有多少磁场穿过一个面。它等于磁感应强度乘以面积，再乘以磁场与该面法线夹角的余弦。一特斯拉的磁场穿过一平方米，给出一韦伯。如果把这个面转成侧对磁场，磁通就变为零。
磁通本身不产生电压。只有磁通变化时才会出现电压，这就是法拉第定律。把变化全过程中的电压累加起来，得到的恰好是磁通的变化量。所以韦伯可以用电压表和时钟来测量：电压曲线下的面积就是伏秒，也就是韦伯。
有多少磁场穿过线框
竖直线是均匀磁场的侧视图。铜色椭圆是转过 θ 角的线框。蓝色标出穿过线框的磁感线，灰色的从旁边经过。线框下方的蓝色虚线是它在水平面上的投影，A cos θ：磁通等于磁感应强度乘以这个投影。
穿过百匝线圈的磁通，与穿过单匝的相同。但每一匝都会感应出电压，这些电压相加。所以对线圈要计算磁链：磁通乘以匝数。磁链也以韦伯为单位。以亨利为单位的电感，就是每安培电流对应的磁链。
快也好，慢也好，韦伯数不变
中间是一个绕在透明管上的线圈，上方用细线吊着一块磁铁。磁铁的红色一半是北极，蓝色一半是南极。蓝色虚线是磁铁的磁感线，线匝上的铜色圆点是其中感应出的电流。右边是示波器屏幕：橙色线是最近三秒内线圈两端的电压，填充部分是曲线下的面积。左边是磁通计：它把实验过程中的电压累加起来，显示磁链的变化。磁铁可以推入、拉出、从线圈中穿过落下或翻转。在“地磁场”模式下，磁铁换成一个在地球磁场中翻转的平面线框。
把磁铁慢慢推入线圈，再快速拉出。
02 · 换算
| 单位 | 数值 | 常见于何处 |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
1 Wb = 10⁸ Mx。在旧书中，麦克斯韦被简称为“线”：法拉第的一条力线。
伏秒和韦伯是同一回事。电源中的扼流圈用 V·s 来标定：铁芯在饱和之前能承受多大的电压、多长的时间。
高斯不是磁通，而是磁感应强度：每平方厘米一麦克斯韦。特斯拉是每平方米一韦伯，1 T = 10⁴ Gs。
03 · 数量级
04 · 测量仪器
05 · 书写规则
06 · 相邻单位
07 · 历史部分
韦伯没有实物基准。磁通通过电压和时间来测量，而它们的基准都是量子基准。在约瑟夫森结中，每个电压脉冲的面积恰好是一个磁通量子 h/2e。自 2019 年起，普朗克常数和电子电荷被精确固定，因此磁通量子也是一个精确的数：2.067 833 848… fWb。
由此得出一个简单的结论：一韦伯大约需要 4.8·10¹⁴ 个量子。电压基准正是这样工作的：一块芯片上的数千个结受到微波照射，每个结以已知的频率通过磁通量子。伏特由频率得出，韦伯则由伏特和秒得出。
一滴酸改变果汁的颜色，盐给火焰染色，水被轻敲一下就结冰。下面是 Simetrium 的全部页面，按学科和字母顺序排列。
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