Magnetic Flux, Magnetic Field Line, Line of Magnetic Force   자속, 자기선속, 자기장 선, 자기력 선, 자력선

(2023-10-08)

Magnetic Flux Line, 자계 선속, 자기장 선속


1. 자기력선 (磁氣力線, Line of Magnetic Force, Magnetic Flux Line)자기력선의 의미
     - 자계을 나타내는 가상의 선

  ㅇ 자기력선의 방향 
     - 균일 자기장 내 서로 평행하며, 서로 간에 교차하지 않음
        . 자석에 의한 자기력선 방향은, N극에서 S극을 향하며,
        . 전류에 의한 자기력선 방향은, 동심원을 그리며, 오른손법칙을 따름

  ㅇ 자기력선의 특징
     - 항상 닫혀 있음
        . 전기력선은 (+) 전하에서 시작하여 (-) 전하에서 끝나지만,
        . 자기력선은 닫힌 경로를 형성함 
        . 결국, 독립된 원천 즉 자하는 존재하지 않음


2. 자속 (磁束, Magnetic Flux)  :  ψm [Wb]

  ㅇ 어떤 면을 통과하는 자기력선의 집합/다발(또는 자기력선의 수)

  ㅇ 자속의 표현 : 보통 ψ 를 사용
     -  ψm = ∮s BㆍdS 
        . ψm : 자속 [Wb], B : 자속밀도 [Tesla = Wb/㎡], S : 면적 [㎡]

  ㅇ 자속의 단위 : 웨버[Wb](SI 단위계) 또는 맥스웰[Maxwell](CGS 단위계) 사용
     -  1 [Wb] = 1 [V·s] = 1 [T·㎡] = 1 [J/A] = 108 [Mx (Maxwell)]
        . CGS 단위계에서, 자기력선 1개의 선을 1 [Mx, 맥스웰(Maxwell)]로 함
        . SI 단위계에서, 1 [Wb] = 108 [Mx] = 1억개의 자기력선 수

 
3. 자속 밀도 (磁束密度, Magnetic Flux Density)  :  B  [Wb/㎡] or [Tesla]단위 면적을 통과하는 자속(磁束)의 양             ☞ 자속밀도(Magnetic Flux Density) 참조
     - 자기력선의 밀집도


4. 자속 보존의 법칙 (`정 자기장에서의 가우스법칙`이라고도 함)

  ㅇ  ∮s BㆍdS = 0  [Wb]
     - 자속선은 항상 폐곡선 경로를 만듬 
        . 독립된 자극(Magnetic Pole) 또는 자하(Magnetic Charge)가 없음을 나타냄


5. 자속 쇄교 (磁束鎖交)

  ※ ☞ 자속 쇄교 (Magnetic Flux Linkage) 참조
     - `전류의 통로인 폐곡선`과 `자속 적분로가 만드는 폐곡선`이 서로 얽혀지는 것
        . λ = N ψ  [Wb Turns]


6. 시변 자속 (時變磁束)

  ㅇ 자속 변화가 전류(기전력)를 유도(만들어냄)  ☞ 패러데이 법칙 참조
       
[# e\,m\,f = e_{\,induced} = - \frac{dΦ}{dt} \quad #]
[V] (`-` 부호는 렌쯔의 법칙 참조) 7. 자속과 자성물질 간의 관계 : 투자율 μ [H/m]투자율 : μ = μ。μr - B = μH (H매질과 무관) . 매질에 따른 자성 특성의 차이를 설명코자하는 비율 .. 얼마나 쉽게 자기 유도 될 수 있는 정도 .. 매질자화되는 정도 ※ 강자성체(철심 등)는, - 투자율이 높기 때문에 작은 전류로도 큰 자속을 얻을 수 있음 ㅇ 한편, 투자율 μ 는, - 상자성체,반자성체 : μ가 상수임 - 강자성체,준강자성체 : BH의 일차함수가 아님 . 자기포화, 자기 이력 현상 등이 나타남 8. 자속의 발생자석 (영구자석, 전자석) - 영구 자석 : 잔류 자기를 오래동안 유지하는 물질 - 전자석 : 전류가 흐르는 코일철심으로 됨

자성의 특성량
   1. 자계   2. 자속   3. 자속 밀도   4. 투자율, 자화율   5. 자화   6. 자기 쌍극자  
정자계 기초
   1. 자계   2. 자속   3. 자속 밀도   4. 자기 단위   5. 정전계 경계조건   6. 자속 쇄교  


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