وبر (Weber - Wb) برای شار مغناطیسی (Magnetic Flux) ( $ \text{Wb} = \text{V} \cdot \text{s} $ )، در فیزیک (Physics)
انواع واحدها (Unit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
وبر (Weber - Wb) برای شار مغناطیسی (Magnetic Flux) ( $ \text{Wb} = \text{V} \cdot \text{s} $ ) :
Weber یکای شار مغناطیسی در سیستم SI است و به نام فیزیکدان آلمانی، ویلهلم ادوارد وبر، نام گذاری شده است. یک وبر برابر است با شار مغناطیسی که اگر در یک ثانیه به صفر برسد (یا تغییر کند)، در یک حلقه سیم، نیروی محرکه الکتریکی یک ولت القا کند:
\[ 1\,\text{Wb} = 1\,\text{V} \cdot \text{s} = 1\,\text{T} \cdot \text{m}^2 \].
شار مغناطیسی (Φ) معیاری از تعداد خطوط میدان مغناطیسی است که از یک سطح عبور می کند. از نظر ریاضی، شار مغناطیسی از رابطه
\[ \Phi_B = \int \vec{B} \cdot d\vec{A} \]به دست می آید.
قانون القای فاراده یکی از مهم ترین قوانین الکترومغناطیس است: نیروی محرکه القایی در یک مدار با آهنگ تغییر شار مغناطیسی عبوری از آن برابر است:
\[ \mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt} \].
این قانون اساس کار ژنراتورها، ترانسفورماتورها و بسیاری از وسایل الکتریکی است. اگر شار مغناطیسی بر حسب وبر و زمان بر حسب ثانیه باشد، نیروی محرکه بر حسب ولت به دست می آید.
\[ \Phi_B = \vec{B} \cdot \vec{A} \quad \text{(برای میدان یکنواخت و سطح مسطح)} \qquad \mathcal{E} = -N\frac{d\Phi_B}{dt} \]وبر واحد نسبتا بزرگی است. برای درک اندازه آن، می توان به میدان مغناطیسی زمین اشاره کرد. شار عبوری از یک حلقه به مساحت ۱ متر مربع در سطح زمین، حدود
\[ 5 \times 10^{-5} \]وبر است.
تسلا (T) واحد چگالی شار مغناطیسی است. رابطه وبر و تسلا:
\[ 1\,\text{Wb} = 1\,\text{T} \cdot \text{m}^2 \]. یعنی اگر چگالی شار ۱ تسلا بر سطح ۱ متر مربع عمود باشد، شار یک وبر است.
مثال: یک آهنربای قوی ممکن است میدانی حدود ۱ تسلا ایجاد کند. بنابراین اگر یک حلقه به مساحت ۰.۱ متر مربع در این میدان قرار گیرد و میدان عمود بر حلقه باشد، شار عبوری Φ = 1 × 0.1 = 0.1 وبر خواهد بود.
در موتورهای الکتریکی و ژنراتورها، شار مغناطیسی نقش اصلی را ایفا می کند. گشتاور موتور به شار و جریان آرمیچر بستگی دارد.
شار مغناطیسی همچنین در پدیده ای به نام کوانتوم شار (flux quantum) در ابررساناها ظاهر می شود. کوانتوم شار برابر با
\[ \Phi_0 = \frac{h}{2e} \approx 2.07 \times 10^{-15} \]وبر است.
در ترانسفورماتورها، شار مغناطیسی متغیر در هسته، ولتاژ را در سیم پیچ ثانویه القا می کند. نسبت ولتاژها برابر با نسبت دور سیم پیچ ها است.
شار مغناطیسی یک کمیت نرده ای است (برخلاف میدان مغناطیسی که برداری است). علامت شار به جهت میدان نسبت به سطح بستگی دارد.
در فیزیک مدرن، مفهوم شار در نظریه های پیمانه ای (gauge theories) و مغناطیس های کوانتومی اهمیت دارد.
وبر برای توصیف خواص مغناطیسی مواد و طراحی دستگاه های الکترومغناطیسی ضروری است. بدون آن، تحلیل کمی مدارهای مغناطیسی ممکن نبود.
