通过MCP连接 →

输入计算

数学公式

广告

结果

磁感应强度 B
0.00004
特斯拉(T)
换算为微特斯拉 40 µT
真空磁导率 μ₀ 1.25664 × 10⁻⁶ T·m/A

这个计算器能做什么

本工具可计算在通有稳恒电流 I 的长直导线旁、距其垂直距离为 r 处的磁感应强度 B。磁场以导线为中心呈一圈圈同心圆分布,其大小可由安培定律直接推得。这是一项通用的物理计算,结果以国际单位制(特斯拉)给出,不受国家或地区限制。

如何使用

输入流过导线的电流,单位为安培(A);再输入测量点到导线中心的垂直距离,单位为米(m)。计算器会给出以特斯拉(T)表示的磁场,并同时换算为更实用的微特斯拉(µT)。该公式假设导线为无限长的细导线,测量点位于真空或空气中。

公式详解

磁感应强度的计算公式为:

$$B = \frac{\mu_0 \, I}{2\pi \, r}$$

式中 \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \approx 1.25664 \times 10^{-6} \ \text{T}\cdot\text{m/A}\),称为真空磁导率。磁场与电流成正比,与距离成反比——电流增大一倍,磁场也增大一倍;距离增大一倍,磁场则减半。

Advertisement
直导线的右手定则,拇指沿电流方向,四指沿磁场方向弯曲
右手定则:拇指指向电流 I 的方向,弯曲的四指表示磁场 B 的方向。
载流直导线及其周围的环形磁感线
磁感线在载流直导线周围形成同心圆,并随距离 r 增大而减弱。

计算实例

设导线中电流 \(I = 10 \ \text{A}\),测量点距导线 \(r = 0.05 \ \text{m}\)(即 5 cm)。代入公式得 $$B = \frac{1.25664 \times 10^{-6} \times 10}{2\pi \times 0.05} = \frac{1.25664 \times 10^{-5}}{0.31416} = 4.0 \times 10^{-5} \ \text{T} = 40 \ \text{µT}.$$ 这大致相当于地球本身磁场的强度。

常见问题

磁场指向哪个方向? 磁场环绕导线呈圆形分布,可用右手定则判断:拇指指向电流方向,四指弯曲的方向即为磁场方向。

导线内部也适用吗? 不适用。该公式仅适用于导线外部。在均匀导线内部,磁场会随半径线性增大。

为什么同时用特斯拉和微特斯拉? 导线附近的实际磁场往往只是特斯拉的极小一部分,因此用微特斯拉(\(1 \ \text{µT} = 10^{-6} \ \text{T}\))来表示会更直观易读。

最后更新: