🔹 Uvod
U fizici često koristimo linije polja da bismo predstavili kako se sile šire u prostoru.
- Kada posmatramo svetlost, govorimo o svetlosnom fluksu – koliko svetlosnih zraka prolazi kroz neku površinu.
- Kada posmatramo magnetno polje, govorimo o magnetnom fluksu – koliko linija magnetnog polja prolazi kroz površinu.
Dakle, fluks je mera „prolaska“ linija kroz površinu. On nam daje kvantitativnu predstavu o tome koliko je neko polje „prisutno“ kroz određenu površinu.
🔹 Intuitivno razumevanje
Zamislimo da kroz površinu prolaze linije magnetnog polja:
- Ako linije prolaze normalno (pod pravim uglom) na površinu, kroz nju prolazi najveći broj linija → fluks je maksimalan.
- Ako linije idu paralelno sa površinom, nijedna linija ne prolazi kroz nju → fluks je nula.
🔹 Obeležavanje i jedinice
Magnetni fluks se obeležava grčkim slovom $\Phi$ (fi).
Njegova jedinica je veber (Wb).
$$1 \text{Wb} = 1 \text{T} \cdot 1 \text{m}^2$$
gde je:
- $T$ – tesla, jedinica za magnetnu indukciju,
- $m^2$ – kvadratni metar, jedinica za površinu.
🔹 Površina kao vektor
Površina sama po sebi nije vektor, ali u fizici je često predstavljamo kao vektor površine $\vec{S}$:
- Pravac vektora je pravac normale na površinu (pravac pod pravim uglom na površinu).
- Dužina vektora jednaka je veličini same površine $S$.
Na taj način površinu možemo uključiti u vektorski račun.
🔹 Matematički izraz za magnetni fluks
Magnetni fluks zavisi od ugla između vektora magnetne indukcije $\vec{B}$ i vektora površine $\vec{S}$.
Ta zavisnost se opisuje skalarnim proizvodom:
$$\Phi = \vec{B} \cdot \vec{S} = B \cdot S \cdot \cos \theta$$
gde je:
- $B$ – jačina magnetne indukcije,
- $S$ – površina,
- $\theta$ – ugao između vektora $\vec{B}$ i normale na površinu.
🔹 Posebni slučajevi
- Ako je $\theta = 0^\circ$ (vektori paralelni), tada je:
$$\Phi = B \cdot S$$
Fluks je maksimalan. - Ako je $\theta = 90^\circ$, tada je:
$$\Phi = 0$$
Fluks je jednak nuli. - Ako je $\theta = 60^\circ$, tada je:
$$\Phi = B \cdot S \cdot \cos 60^\circ = B \cdot S \cdot 0.5$$
Fluks je polovina maksimalnog fluksa.
🔹 Primer izračunavanja
Zamislimo magnetno polje jačine $B = 0.2 \text{T}$ koje prolazi kroz površinu $S = 0.5 \text{m}^2$.
- Ako je ugao $\theta = 0^\circ$:
$$\Phi = 0.2 \cdot 0.5 \cdot \cos 0^\circ = 0.1 \text{Wb}$$ - Ako je ugao $\theta = 60^\circ$:
$$\Phi = 0.2 \cdot 0.5 \cdot \cos 60^\circ = 0.05 \text{Wb}$$ - Ako je ugao $\theta = 90^\circ$:
$$\Phi = 0.2 \cdot 0.5 \cdot \cos 90^\circ = 0 \text{Wb}$$
🔹 Povezanost sa elektromagnetnom indukcijom
Magnetni fluks je ključan pojam u razumevanju Faradejevog zakona elektromagnetne indukcije.
Promena magnetnog fluksa kroz neku površinu izaziva pojavu indukovane elektromotorne sile (ems) u provodniku.
To je osnova rada generatora, transformatora i elektromotora.
🔹 Zaključak
Magnetni fluks je veličina koja povezuje magnetno polje i površinu kroz koju ono prolazi.
On zavisi od:
- jačine magnetnog polja,
- veličine površine,
- ugla pod kojim polje prolazi kroz površinu.
Razumevanje magnetnog fluksa je prvi korak ka shvatanju elektromagnetne indukcije i mnogih praktičnih primena u elektrotehnici i svakodnevnom životu.