자기 선속: 두 판 사이의 차이
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{{전자기학}}
'''자기 선속'''(磁氣線束, magnetic flux) 또는 '''자기 다발'''은 어떤 가상의 곡면에 작용하는 총 [[자기력]]을 나타내는 [[물리량]]이며, 곡면의 넓이와 곡면에 대하여 수직인 [[자기장]] 성분의 곱이다. 그 [[국제단위계|국제 단위]]는 [[웨버 (단위)|웨버]](Wb)이고, 통상적인 기호는 그리스 대문자 [[Φ]]이다.
==정의==
[[자기장]] <math>\mathbf B</math>가 있는 공간 상의 곡면 <math>S</math>와 그 둘레를 이루는 [[폐곡선]] <math>C</math>를 생각하자. <math>S</math>의 무한소 면적 요소 <math>dS</math>에 대하여수직인 단위 벡터를 '''n'''이라고 하자. 그렇다면 곡면 <math>S</math>를 지나는 '''자기 선속''' <math>\Phi</math>는 다음과 같은 적분으로 정의된다.
: <math> \Phi = \int_S \mathbf{B} \cdot \mathbf{n} dS </math>
[[가우스의 자기 법칙]]에 따라, 자기력선은 중간에 끊어지거나 없어지지 않는다. 즉,
▲위 식에서 <B>B</B>는 [[자속밀도]]이며, 공간의 한 점에서 자속의 밀도, 자기력선의 방향을 나타내는 벡터양이다.
여기서 <math>\nabla\cdot</math>은 벡터장의 [[발산 (벡터)|발산]]을 나타낸다. 이에 따라, 서로 다르지만 그 둘레가 같은 곡면의 자기 선속은 같으며, 곡면의 자기 선속은 그 둘레를 통과하는 자기력선의 수로 생각할 수 있다. 곡면을 약간 바꾸어도 그 둘레가 바뀌지 않으면 곡면을 통과하는 자기력선의 수는 바뀌지 않는다.
▲: <math> \mathrm{div} \mathbf{B} = \nabla \cdot \mathbf{B} = 0 </math>
자기 선속은 넓이와 자기장의 곱이므로, 그 단위는 넓이의 단위와 자기장의 단위의 곱이다. [[국제단위계]]에서는 자기장의 단위가 [[테슬라 (단위)|테슬라]]이므로, 자기 선속의 국제 단위인 [[웨버 (단위)|웨버]]는 다음과 같다.
:1 [[웨버 (단위)|웨버]] = 1 [[제곱 미터]] × 1 [[테슬라 (단위)|테슬라]].
[[CGS 단위계]]에서 자기 선속의 단위는 [[맥스웰 (단위)|맥스웰]](Mx)이다.
▲자속의 크기가 변화하면 그 변화 속도에 비례하는 크기의 전기장이 돌연 발생한다. 자기장은 전기장의 시간적 변화에 따라 유도되므로 이러한 전기장과 자기장(또는 전기력선과 자기력선)의 상호 유도가 일어나게 되며, 이것이 바로 전자기파의 원리이다.
원환 꼴의 [[초전도체]]가 있다고 하자. 초전도체의 내부에는 [[마이스너 효과]]에 의해 내부에 자기 선속이 통과할 수 없지만, 원환의 구멍에 해당하는 부분에는 자기 선속이 통과할 수 있다. 이 구멍을 지날 수 있는 자기 선속은
:<math>\Phi_0=h/2e=2.067\,833\,758(46)\times10^{-15}\,\text{Wb}</math><ref>2010년 CODATA 표준 상수에서의 값.</ref>
의 정수배로 [[양자화]]된다. (여기서 ''h''는 [[플랑크 상수]], ''e''는 기본 전하량이다.) 자기 선속의 양자화는 초전도를 특징짓는 중요한 특성의 하나다.
==주석==
▲== 자속의 양자화 ==
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== 같이 보기 ==
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