Вебер (единица)

Единица измерения магнитного потока, производная от системы СИ

В физике вебер ( / ˈ v eɪ b -, ˈ w ɛ b . ər / VAY -, WEH -bər ; ^[1] [ ^2] символ: Вб ) — единица магнитного потока в Международной системе единиц (СИ). Единица выведена (через закон индукции Фарадея ) из соотношения 1 Вб = 1 В⋅с (вольт-секунда). Плотность магнитного потока 1 Вб/м ² (один вебер на квадратный метр ) составляет одну теслу .

Вебер назван в честь немецкого физика Вильгельма Эдуарда Вебера (1804–1891).

Определение

Вебер можно определить в терминах закона Фарадея , который связывает изменяющийся магнитный поток через контур с электрическим полем вокруг контура. Изменение потока на один вебер в секунду вызовет электродвижущую силу в один вольт (создаст разность электрических потенциалов в один вольт между двумя разомкнутыми клеммами).

Официально:

Вебер (единица магнитного потока) — Вебер — это магнитный поток, который, соединяя цепь из одного витка, создавал бы в ней электродвижущую силу в 1 вольт, если бы он уменьшался до нуля с постоянной скоростью за 1 секунду. ^[3]

То есть: $${\displaystyle \mathrm {Wb} =\mathrm {V} {\cdot }\mathrm {s} .}$$

Один вебер также равен полному магнитному потоку через поверхность площадью один квадратный метр, перпендикулярному плотности магнитного потока в одну теслу; то есть, $${\displaystyle \mathrm {Wb} =\mathrm {T} {\cdot }\mathrm {m} ^{2}.}$$

Выражаемый только в основных единицах СИ , 1 вебер равен: $${\displaystyle \mathrm {Wb} ={\dfrac {\mathrm {kg} {\cdot }\mathrm {m} ^{2}}{\mathrm {s} ^{2}{\cdot }\mathrm {A} }}.}$$

Вебер используется в определении генри как 1 вебер на ампер и, следовательно, может быть выражен как произведение этих единиц: $${\displaystyle \mathrm {Wb} =\mathrm {H} {\cdot }\mathrm {A} .}$$

Вебер обычно выражается множеством других единиц ^{[ необходима ссылка ]} : $${\displaystyle \mathrm {Wb} =\Omega {\cdot }{\text{C}}={\dfrac {\mathrm {J} }{\mathrm {A} }}={\dfrac {\mathrm {N} {\cdot }\mathrm {m} }{\mathrm {A} }},}$$

где Ω — Ом , C — кулон , J — джоуль , а N — ньютон .

Вебер назван в честь Вильгельма Эдуарда Вебера . Как и каждая единица СИ , названная в честь человека, ее символ начинается с заглавной буквы (Wb), но при написании полностью он следует правилам написания заглавных букв нарицательных существительных ; то есть, Вебер пишется с заглавной буквы в начале предложения и в заголовках, но в остальном пишется с маленькой буквы.

История

В 1861 году Британская ассоциация содействия развитию науки (известная как «BA» ^[4] ) создала комитет под руководством Уильяма Томсона (позже лорда Кельвина ) для изучения электрических единиц. ^[5] В рукописи от февраля 1902 года с рукописными заметками Оливера Хевисайда Джованни Джорджи предложил набор рациональных единиц электромагнетизма , включая вебер, отметив, что «произведение вольта на секунду было названо BA вебером» [ ^6]

Международная электротехническая комиссия начала работу над терминологией в 1909 году и создала Технический комитет 1 в 1911 году, старейший из созданных ею комитетов, ^[7] «для утверждения терминов и определений, используемых в различных электротехнических областях, и для определения эквивалентности терминов, используемых в различных языках». ^[8]

Только в 1927 году ТК1 занялся изучением различных нерешенных проблем, касающихся электрических и магнитных величин и единиц. Были открыты дискуссии теоретического характера, на которых выдающиеся электротехники и физики рассматривали вопрос о том, являются ли напряженность магнитного поля и плотность магнитного потока фактически величинами одной и той же природы. Поскольку разногласия продолжались, МЭК решила предпринять попытку исправить ситуацию. Она поручила целевой группе изучить этот вопрос в преддверии следующего заседания. ^[9]

В 1930 году TC1 решил, что напряженность магнитного поля ( H ) имеет иную природу, чем плотность магнитного потока ( B ), ^[9] и занялся вопросом наименования единиц для этих полей и связанных с ними величин, среди которых был интеграл плотности магнитного потока. ^{[ необходима ссылка ]}

В 1935 году ТК 1 рекомендовал названия для нескольких электрических единиц, включая Вебер для практической единицы магнитного потока (и Максвелл для единицы СГС ). ^{[9] [10]}

Было решено расширить существующий ряд практических единиц до полной всеобъемлющей системы физических единиц, и в 1935 году была принята рекомендация «принять систему с четырьмя основными единицами, предложенную профессором Джорджи, при условии, что в конечном итоге будет выбрана четвертая основная единица». Эта система получила название «система Джорджи». ^[11]

Также в 1935 году TC1 передал ответственность за «электрические и магнитные величины и единицы» новому TC24. Это «в конечном итоге привело к всеобщему принятию системы Джорджи, которая объединила электромагнитные единицы с размерной системой единиц MKS , в целом теперь известной просто как система SI ( Système International d'unités )». ^[12]

В 1938 году ТК24 «рекомендовал в качестве связующего звена [от механических единиц к электрическим] проницаемость свободного пространства величиной μ ₀ = 4π × 10⁻⁷  Гн/м".Эта группа также признала, что любая из практических единиц, уже используемых (ом, ампер, вольт, генри,фарад, кулон и вебер), может в равной степени служить четвертой фундаментальной единицей.^[9]"После консультаций ампер был принят в качестве четвертой единицы системы Джорджи в Париже в 1950 году."^[11]

Множественные

Как и другие единицы СИ, вебер можно модифицировать, добавив префикс , умножающий его на степень 10 .

Конверсии

• Один максвелл (Мкс), единица измерения магнитного потока в системе СГС , равен ¹⁰⁻⁸  Вб.

Примечания и ссылки

1. Уэллс, Джон (3 апреля 2008 г.). Словарь произношения Longman (3-е изд.). Pearson Longman. ISBN 978-1-4058-8118-0.
2. "weber (основная запись — американский английский, Collins World English (далее) — британский)". Dictionary.com .
3. "CIPM, 1946: Резолюция 2 / Определения электрических единиц". Резолюции Международного комитета мер и весов (CIPM) . Международное бюро мер и весов (BIPM). 1946. Получено 29.04.2008 .
4. "BA (Британская ассоциация содействия развитию науки)".
5. Фрэри, Марк. «В начале... Мир электричества: 1820-1904». Международная электротехническая комиссия . Получено 19 апреля 2018 г.
6. Джорджи, Джованни (февраль 1902 г.). «Рациональные единицы электромагнетизма» (Рукопись с рукописными заметками Оливера Хевисайда ) . стр. 9. Получено 21.02.2014 .
7. "Заявление о стратегической политике, Технический комитет МЭК по терминологии" (PDF) . Международная электротехническая комиссия. Архивировано из оригинала (PDF) 2006-09-04 . Получено 2008-04-29 .
8. "Технический комитет МЭК 1". Международная электротехническая комиссия . Получено 2018-04-19 .
9. "Роль МЭК / Работа над величинами и единицами". История СИ . Международная электротехническая комиссия. Архивировано из оригинала 11 июня 2007 г. Получено 2018-04-19 .
10. "Summary: Electrical Units". История IEC . Международная электротехническая комиссия . Получено 2018-04-19 .

    На этой странице неверно указано, что единицы были созданы в 1930 году, поскольку в том же году ТК 1 постановил, «что вопрос о наименованиях, которые будут присвоены магнитным единицам, не должен рассматриваться до тех пор, пока не будет достигнуто общее согласие относительно их определений» [1].

11. Ruppert, Louis (1956). Краткая история Международной электротехнической комиссии (PDF) . Международная электротехническая комиссия. стр. 5 . Получено 2018-04-19 .
12. Рэйберн, Энтони. "Обзор: создание технического комитета МЭК: первая половина столетия (1906-1949)". Международная электротехническая комиссия . Получено 19 апреля 2018 г.