Tesla (SI-enhet): Magnetfältets enhet – definition och fakta

Tesla (T) – SI‑enheten för magnetfält: definition, mätning (Wb/m²), historik och fakta samt varför enheten är uppkallad efter Nikola Tesla.

Författare: Leandro Alegsa

Tesla (symbol T) är en SI-enhet som används för att ange styrkan hos ett magnetfält i form av magnetisk flödestäthet (fältet B). En tesla kan uttryckas på flera ekvivalenta sätt; till exempel är en tesla lika med en weber per kvadratmeter (1 T = 1 Wb/m²).

Tesla namngavs till ära för Nikola Tesla, den kända fysikern, elingenjören och uppfinnaren. Enheten antogs formellt av General Conference on Weights and Measures (CGPM) år 1960.

 

Definition och enheter

I SI-systemets basenheter kan tesla skrivas som:

  • 1 T = 1 Wb/m² (weber per kvadratmeter)
  • 1 T = 1 N/(A·m) (newton per ampere-meter)
  • 1 T = 1 kg·s−2·A−1 (i termer av kg, s och A)

Tesla mäter alltså magnetisk flödestäthet (B). Det är viktigt att skilja mellan B (magnetisk flödestäthet, enhet T) och H (magnetfältets styrka), där H har enheten ampere per meter (A/m).

Vanliga värden och multiplar

  • Jordens magnetfält vid ytan: ungefär 25–65 µT (mikrotesla).
  • Högtalare och små magneter: några millitesla (mT).
  • Magnetresonanskameror (MRI): typiskt 1,5–3 T i medicinska tillämpningar; forskningsmagnetar kan nå 7–11 T och mer.
  • Forskningsmagneter i laboratorier: kontinuerliga fält upp emot cirka 45 T och pulserande fält över 100 T.

Vanliga multiplar: millitesla (mT = 10−3 T), mikotesla (µT = 10−6 T) och kilotesla (kT = 103 T), även om stora multiplar sällan används i praktiken.

Användning och fysik

Tesla används när man beskriver magnetisk flödestäthet i fysik, teknik och tillämpningar som elektromotorer, generatorer, magnetisk resonansavbildning och partikelacceleratorer. Ett vanligt samband där tesla förekommer är Lorentzkraften på en laddad partikel:

F = q v × B

där F är kraften (N), q laddningen (C), v hastigheten (m/s) och B magnetflödestätheten i tesla.

Historia i korthet

Nikola Tesla var en pionjär inom växelströmsteknik och elektromagnetism, och enheten tesla infördes som namn på magnetfältets enhet vid International System of Units under 1900-talet. Den formella antagningen av namnet skedde 1960 av CGPM för att ge en enhet knuten till en framstående forskare inom elektromagnetism.

Definitioner

Om man endast använder de sju SI-enheterna är definitionen av en tesla följande:

T = kg A s 2 {\displaystyle {\mbox{T}}={\dfrac {\mbox{kg}}{{\mbox{A}}}\cdot {\mbox{s}}^{2}}}} {\displaystyle {\mbox{T}}={\dfrac {\mbox{kg}}{{\mbox{A}}\cdot {\mbox{s}}^{2}}}}

Om man använder andra SI-avledda enheter är en tesla också lika med:

T = V s m 2 = N A m = Wb m 2 = kg C s = N s C m {\displaystyle {\mbox{T}}={\dfrac {{\mbox{V}}}\cdot {\mbox{s}}}{{\mbox{m}}^{2}}}}={\dfrac {\mbox{N}}{{{\mbox{A}}}\cdot {\mbox{m}}}}={\dfrac {\mbox{Wb}}{{\mbox{m}}^{2}}}}={\dfrac {\mbox{kg}}{{\mbox{C}}}\cdot {\mbox{s}}}}={\dfrac {{{\mbox{N}}}\cdot {\mbox{s}}}}{{\mbox{C}}\cdot {\mbox{m}}}}} {\displaystyle {\mbox{T}}={\dfrac {{\mbox{V}}\cdot {\mbox{s}}}{{\mbox{m}}^{2}}}={\dfrac {\mbox{N}}{{\mbox{A}}\cdot {\mbox{m}}}}={\dfrac {\mbox{Wb}}{{\mbox{m}}^{2}}}={\dfrac {\mbox{kg}}{{\mbox{C}}\cdot {\mbox{s}}}}={\dfrac {{\mbox{N}}\cdot {\mbox{s}}}{{\mbox{C}}\cdot {\mbox{m}}}}}

De enheter som används är:

A = ampere
 C = coulomb
 kg = kilogram
 m = meter
 N = newton
 s = sekund
 T = tesla
V = volt
 Wb = weber

En tesla är också lika med 10 000 (104 ) gauss i CGS-enhetssystemet.

 

Exempel på värden

  • 3,1×10−5 -5,8-5 T - jordens magnetfält vid ytan.
  • 5×10-3 T - styrkan hos en typisk kylskåpsmagnet.
  • 0,3 T - styrkan hos solens solfläckar.
  • 1,25T - styrkan på ytan av en neodymmagnet.
  • 1,5-3 T - Styrka hos medicinska magnetresonanstekniska bildsystem.
  • 4 T - styrkan hos den supraledande magnet som byggts runt CMS-detektorn vid CERN.
  • 13 T - styrka i ITER-fusionsreaktorn
  • 16 T - den magnetfältsstyrka som krävs för att få en groda att sväva som en del av ett projekt som vann Ig Nobelpriset.
 


Sök
AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3