通量与磁通量关系

从经验中可知，在永磁体附近以及载流导体附近，可以观察到物理效应，例如对其他磁体或载流导体的机械影响，以及在给定运动的导体中出现 EMF空间。

磁铁和载流导体附近空间的不寻常状态称为磁场，其定量特征很容易通过这些现象确定：通过机械作用力或通过电磁感应，实际上，通过在动导体 电磁场.

导体中电动势的传导现象（电磁感应现象) 发生在不同的条件下。您可以在均匀磁场中移动电线，或者简单地改变固定电线附近的磁场。在任何一种情况下，空间磁场的变化都会在导体中感应出 EMF。

用于研究这种现象的简单实验装置如图所示。这里的导电（铜）环与它自己的电线相连 带弹道检流计，通过箭头的偏转，可以估计通过这个简单电路的电荷量。首先，将圆环置于磁铁附近空间中的某个点（位置 a），然后急剧移动圆环（到位置 b）。检流计将显示通过电路的电荷值 Q。

现在我们将圆环放在另一个点，离磁铁稍远一点（到位置 c），然后以相同的速度再次将它急剧移动到一边（到位置 d）。检流计指针的偏转将小于第一次尝试。而如果我们增加回路R的电阻，例如，用钨代替铜，然后以同样的方式移动环，我们会注意到检流计会显示更小的电荷，但是这个电荷移动的值检流计在任何情况下都会与回路电阻成反比。

实验清楚地表明，磁铁周围任何一点的空间都具有某种特性，当我们将环从磁铁移开时，这种特性会直接影响通过检流计的电荷量。让我们称之为接近磁铁的东西， 磁通量, 我们用字母 F 表示它的定量值。注意 Ф ~ Q * R 和 Q ~ Ф / R 的显示依赖性。

让我们把实验复杂化。我们将把铜环固定在磁铁对面的某个点，在它旁边（位置 d），但现在我们将改变环的面积（用电线重叠它的一部分）。检流计的读数将与环（在位置 e）的面积变化成正比。

因此，我们的磁铁作用在回路上的磁通量F与回路的面积成正比。但是磁感应强度 B 与环相对于磁铁的位置有关，但与环的参数无关，它决定了磁铁附近空间中任何考虑点​​的磁场特性。

继续铜环的实验，我们现在将在初始时刻（位置 g）改变环平面相对于磁铁的位置，然后将其旋转到沿磁铁轴的位置（位置 h）。

请注意，环和磁铁之间的角度变化越大，通过检流计流过电路的电荷 Q 就越多。这意味着通过环的磁通量与磁铁与法线之间夹角的余弦成正比到环的平面。

因此，我们可以得出结论 磁感应强度B — 存在一个矢量，当环急剧远离磁铁时，给定点的方向与该位置环平面的法线方向重合，电荷 Q 沿电路是最大的。

代替实验中的磁铁，您可以使用 电磁铁的线圈，移动这个线圈或改变其中的电流，从而增加或减少穿透实验回路的磁场。

磁场穿透的区域不一定以圆形弯曲为界，原则上它可以是任何表面，然后通过积分确定通过的磁通量：

事实证明 磁通量 F 磁感应矢量B的通量是否通过表面S。磁感应强度 B 是磁场中给定点的磁通密度 F。磁通量 Ф 的测量单位为 «Weber» — Wb。磁感应强度 B 的测量单位是特斯拉 — 特斯拉。

如果用检流计线圈以类似的方式检查永磁体或载流线圈周围的整个空间，则可以在这个空间中构建无限多的所谓“磁力线”——矢量线 磁感应 B——每一点的切线方向将对应于研究空间这些点处的磁感应矢量 B 的方向。

将磁场的空间用单位截面S=1的假想管来划分，就可以得到所谓的。轴称为单磁力线的单磁管。使用这种方法，您可以直观地描绘出磁场的定量图片，在这种情况下，磁通量将等于穿过所选表面的线数。

磁力线是连续的，它们离开北极必然进入南极，因此通过任何封闭表面的总磁通量为零。在数学上它看起来像这样：

考虑一个以圆柱形线圈表面为界的磁场。实际上，它是穿过由该线圈的匝数形成的表面的磁通量。在这种情况下，总表面可以针对线圈的每一匝分成单独的表面。如图所示，线圈的上下匝表面被4条单磁力线穿透，线圈中间的匝表面被8条穿透。

为了找到通过线圈所有匝的总磁通量的值，有必要将穿过其每一匝表面的磁通量相加，即与线圈各匝相关的磁通量：

Φ = Φ1 + Φ2 + Φ3 + Φ4 + Φ5 + Φ6 + Φ7 + Φ8 如果线圈有8匝。

对于上图所示的对称绕组示例：

F 顶圈 = 4 + 4 + 6 + 8 = 22；

F 下匝 = 4 + 4 + 6 + 8 = 22。

Ф 总数 = Ф 上圈数 + Ф 下圈数 = 44。

这里就引入了“流连接”的概念。 流媒体连接 与线圈所有匝相关的总磁通量，在数值上等于与其各个匝相关的磁通量之和：

Фm为电流通过线圈一圈所产生的磁通量； wэ——线圈的有效匝数；

磁链是一个虚拟值，因为实际上没有单个磁通量的总和，而是存在总磁通量。然而，当磁通量在线圈匝数上的实际分布未知，但通量关系已知时，则可以通过计算获得所需数量所需的等效相同匝数来用等效线圈替换线圈的磁通量。