Weber (Wb) — magnetvoo SI-ühik: määratlus ja ajalugu

Weber (sümbol: Wb; /ˈveɪbər/, /ˈwɛbər/ või /ˈwiːbər/) on füüsikas SI-ühik magnetvoo kohta. Magnetvoo tihedus ehk magnetinduktsioon üks Wb/m² (üks weber ruutmeetri kohta) on üks tesla.

Määratlus ja valemid

Magnetvoog Φ mõõdab magnetvälja hulka, mis läbib teatud pinda. Matemaatiliselt on see pindintegraal:

Φ = ∫ B · dA,

kus B on magnetinduktsioon (magnetvoo tihedus) ja dA pindadelement. Kui väli on pindalal ühtlane ja vektor B on pindaga risti, siis lihtsustub avaldis kujule Φ = B·A.

Weberi ühikutevaheline seos:

1 Wb = 1 V·s (voltsekund)
1 Wb = 1 T·m² (tesla korda ruutmeeter)
dimensiooniliselt: 1 Wb = kg·m²·s⁻²·A⁻¹
CGS-ühikutes: 1 Wb = 10⁸ maxwell (Mx)

Faraday induktsiooniseaduse järgi tekitab magnetvoolu muutus pinget (emf): E = −dΦ/dt, mistõttu muutus Φ = 1 Wb ühe sekundi jooksul annab indutseeritud pingeks 1 V.

Kasutus ja näited

Trafo- ja generaatoridisainis arvestatakse magnetvoogu primaar- ja sekundaarmähiste kaudu.
Induktsiooniliinide ja elektromagnetite töödes mõõdetakse ja optimeeritakse voogu weberites.
Praktiline näide: kui magnetinduktsioon on 1 T ja pindala 0,5 m², siis magnetvoog sellel alal on Φ = 0,5 Wb.
Kiire voolu v��i magnetvälja muutus, näiteks dΦ = 1 Wb muutus ühe sekundi jooksul, indutseerib vooluallikasena 1 V pinget.
Meditsiinis, näiteks MRT-aparaatides, on magnetväljad mitme tesla suurused; seadmete kujundamisel arvestatakse nendest tekkivat magnetvoogu.

Ajalugu

Weber on nime saanud saksa füüsiku Wilhelm Eduard Weberi (1804–1891) järgi. Weber oli 19. sajandi teadlane, kelle tööd elektromagnetismi valdkonnas aitasid kaasa elektri- ja magnetismiteooria arengule. Tema nime kandmine ühikuna tunnustab tema panust magnetismiuuringutesse ja mõõtmiste arendamisse.

Weber on tänapäeva rahvusvahelises SI-s laialt kasutatav tuletatud ühik magnetväljade ja elektromagnetilise induktsiooni kirjeldamiseks ning see on oluline nii teaduslikus uurimistöös kui ka tööstuslikes rakendustes.

Määratlus

Weberit võib määratleda Faraday seaduse alusel, mis seob muutuva magnetvoo läbi silmuse elektriväljaga ümber silmuse. Voolu muutus ühe Weberi võrra sekundis kutsub esile elektromotoorse jõu ühe voldi (tekitab kahe lahtise ahela vahel ühe voldi suuruse elektrilise potentsiaali erinevuse).

Ametlikult,

Weber (magnetvoo ühik) - Weber on magnetvoog, mis ühe pöörde pikkust vooluahelat ühendades tekitaks selles 1 voldi suuruse elektromotoorjõu, kui see väheneks 1 sekundi jooksul ühtlase kiirusega nullini.

SI-baasühikutes on weberi mõõtmed (kg-m² )/(s ²-A). Sageli väljendatakse weberit ka teistes tuletatud ühikutes, nagu Tesla-ruutmeeter (T-m²), volt-sekundid (V-s) või džaulid ampri kohta (J/A).

1 Wb = 1 V-s = 1 T-m²= 1 J/A = 10 ⁸Mx (maxwells).

Küsimused ja vastused

K: Mis on weberi sümbol?

V: Weberi sümbol on Wb.

K: Kuidas hääldatakse sõna "weber"?

V: 'Weber' võib hääldada kas /ˈveɪbər/, /ˈwɛbər/ või /ˈwiːbər/.

K: Mis on magnetvoo SI-ühik?

V: Magnetvoo SI-ühik on weber.

K: Mida tähendab üks weber ruutmeetri kohta?

V: Üks weber ruutmeetri kohta võrdub ühe teslaga.

K: Kes oli Wilhelm Eduard Weber?

V: Wilhelm Eduard Weber oli saksa füüsik, kes elas aastatel 1804-1891.

K: Miks nimetati magnetvoo ühik tema järgi?

V: Magnetvoo ühik nimetati Wilhelm Eduard Weberi järgi tema panuse eest füüsikasse.