Nykyään Magneettivuon tiheys on aihe, joka on kiinnittänyt monien ihmisten huomion ympäri maailmaa. Sen merkitys ei rajoitu yhteen alaan tai kiinnostavaan alueeseen, vaan se kattaa laajan valikoiman konteksteja ja tilanteita. Magneettivuon tiheys on osoittautunut äärimmäisen tärkeäksi ongelmaksi, joka ei jää huomaamatta. Kun jatkamme Magneettivuon tiheys:een liittyvien näkökohtien tutkimista ja ymmärtämistä paremmin, ilmaantuu uusia mahdollisuuksia ja haasteita, jotka vaativat syvällistä analysointia ja huolellista pohdintaa. Tässä artikkelissa tarkastellaan lähemmin Magneettivuon tiheys:n eri puolia ja sen vaikutusta nykymaailmaamme.
Magneettivuon tiheys (tunnus B) on magnetismin tiheyttä kuvaava suure, jota SI-järjestelmässä mitataan yksiköllä tesla (1 T = 1 Wb/m2 = 1 V·s/m²). Magneettivuon tiheys voidaan ajatella kenttäviivojen tiheydeksi magneettikentässä. Magneettivuon tiheys riippuu sekä magneettikentän voimakkuudesta että väliaineen laadusta (permeabiliteetista).
Maan magneettivuon tiheys B on keskimäärin 50 000 nT vaihdellen päiväntasaajan noin 32 000 nT:sta napojen noin 64 000 nT:aan.
Magneettivuon tiheys määritellään
missä differentiaalinen pinta-ala dA on kohtisuorassa magneettivuon "virtaa" vastaan ja yksikkövektori n osoittaa vuon virran suuntaan. d on tämän pinnan läpi virtaava vuo. Määritelmästä seuraa, että magneettivuo minkä tahansa pinnan P läpi saadaan pintaintegraalina
Mikäli pinnan P läpi virtaava vuo on jokaisessa P:n pisteessä yhtä suuri ja kohtisuorassa pintaa vastaan, on magneettivuon tiheys pinnalla yksinkertaisesti
Magneettivuon tiheyttä ja magneettikentän voimakkuutta H yhdistää lineaarisessa, isotrooppisessa aineessa seuraava yhtälö, jossa on mukana myös väliaineen permeabiliteetti μ:
Tyhjiössä magneettivuon tiheyden ja magneettikentän voimakkuuden suhde on sama kuin tyhjiön permeabiliteetti eli magneettivakio , eli
Koska kelan magneettivuo on LI/N, kelan sisällä vallitseva magneettivuon tiheys voidaan laskea seuraavasta kaavasta:
missä
Koska käämin induktiivinen reaktanssi on ωL ja käämin virta U/(ωL), käämin magneettivuon tiheydelle saadaan myös kaava:
missä
Sydämettömän käämin magneettivuon tiheys voidaan laskea myös permeabiliteetistä ja virrasta seuraavasti:
missä
Magneettivuon tiheyden avulla voidaan laskea myös, kuinka suurella voimalla magneettikenttä vaikuttaa siellä liikkuvaan varaukseen. Tämä voima on
missä
Homogeenisessa magneettikentässä olevaan virtajohtimen osaan, jonka pituus on || ja jossa kulkee virta , kohdistuu voima
Näissä yhtälöissä merkki tarkoittaa vektorien ristituloa.