Поток и магнитен поток

В това видео искам да се запознаем, или да разберем термина поток като цяло. А после да помислим как се прилага към идеята за магнитния поток. Първо, когато хората говорят просто за потока – и това е най-лесният начин, по който мога да го осмисля – те говорят за това колко от нещо протича през една повърхност за дадено време. Ако си представиш, че това е – просто определям обем въздух тук. И да кажем, че въздухът е по-плътен край дъното на този обем въздух, тоест има повече въздух тук долу, отколкото тук горе, което като цяло е вярно. Въздушната плътност намалява с увеличаването на надморската височина. Тук има много ниска плътност. Това е помежду им. Не е нужно да чертая всички въздушни частици, но схващаш идеята. Много въздух, много въздух тук долу. И въздухът се движи. Да кажем, че въздухът е... Нека направя векторите на скоростта в различен цвят. Това са някои от векторите на скоростта на въздуха. Да кажем, че въздухът от тази страна се движи със средна скорост. Ето тук. Но докато се движим в тази посока, въздухът се движи по-бързо. Те имат по-големи вектори на скоростта, ето така. Виждаме, че, като цяло, целият въздух се движи в тази обща посока, така го чертая. И мога да начертая векторите на скоростта тук. Въздухът е по-малко плътен. Но моделът при векторите на скоростта, когато премина отляво надясно, е приблизително еднакъв. Това е потокът. Просто взимам някои от векторите на скоростта тук. Нека говорим за потока. Работата при потока е – във всеки вид – че трябва да мислиш за повърхност. Да си представим, че сложиш някакъв вид мрежа. Да кажем, че сложиш мрежа тук. И ако мислим за потока, можем да кажем: "Колко въздух преминава през тази мрежа за определено време?" Можем да кажем колко молекули преминават на всяка секунда. И с това ще е свързан някакъв поток. В сравнение с въздуха. Ами ако вземем тази същата мрежа... И приемаме, че това е някакъв вид теоретична мрежа, която не възпрепятства въздушния поток. Но ни помага да визуализираме една повърхност. А ако придвижим тази мрежа малко надясно, където плътността е същата, но частиците просто се движат по-бързо. Сега потокът ни ще се увеличи. Това е по-голям поток. По-голям поток. Защо се увеличава потокът ни? Понеже плътността е същата, но за всеки даден период от време ще имам повече неща, преминаващи през тази повърхност. А ако сложа същата тази мрежа и я преместя към тази по-висока надморска височина тук? Тази висока надморска височина. Скоростта на молекулите е същата и те се движат в същата посока. Но просто има по-малко от тях. Ще имаш по-малко молекули, преминаващи през повърхността, за дадено количество време. И това ще има по-малък поток. И това е в сравнение с първото. По-малък поток. А ако вземеш същата мрежа и вместо посоката на въздуха да е перпендикулярна на повърхността, да е нормална по отношение на повърхността, какво ще стане, ако вземеш мрежата и я преориентираш така, че въздухът да се движи в посоката на повърхността. А ако вземеш същата мрежа и я направиш така. Това е същата мрежа. Знам, че не изглежда точно същото. Но това е същата мрежа и я правиш така. Колко въздух преминава през тази мрежа за дадено количество време? Сега много малко до никакъв въздух ще преминава през тази мрежа за всяко дадено количество време. Въздухът се движи по повърхността, а не през повърхността. Тук, да кажем, че въздухът се движи точно в същата посока като повърхността, тоест нищо не се движи през повърхността. Бихме казали, че това е 0 поток. Да кажем, че тази теоретична мрежа, която не възпрепятства въздушния поток, да кажем, че я разтегнем или я свием. Ако разтегнем тази мрежа в същата – да кажем, че направим това, разтегляме я ето така. Става по-голяма мрежа ето така. Сега това ще има по-голям поток, понеже просто има повече площ. Има повече площ, през която нещо да тече. Ако вземеш тази повърхност, ще имаш по-голям поток, понеже повече въздух ще преминава през това за всяка дадена единица време. Както можеш да видиш, когато говорим за колко от нещо – потокът в традиционния смисъл – колко от нещо преминава през една повърхност за дадена единица време. Това зависи от, в този случай, плътността на веществото. Зависи от неговата скорост. Както от големината на скоростта, така и от посоката на скоростта. Виждаме, че ако ориентираме повърхността или ако ориентираме скоростта, така че да не е нормална по отношение на повърхността, перпендикулярна на повърхността, тогава потокът ни може да намалее. И може да има неща между тях. Може да имаш мрежа. Да кажем, че вземем същата мрежа. Но посоката на повърхността нито е нормална спрямо, нито е в точно същата посока като повърхността. Този поток ще е помежду, ще е между този оригинален поток и този тук. Тук ще преминава въздух. През реалната повърхност ще преминава въздух. Но това не е точно нормално спрямо повърхността. И, както ще проучим по-късно, когато се заемем с изчисленията за това, интересува ни компонентата на вектора на въздуха, която е точно нормална, когато в крайна сметка изчисляваме потока. Но този поток ще е някъде помежду този поток и потока от 0, понеже въздухът не се движи напълно перпендикулярно. Това е по-основна, или, поне за мен, по-логична идея за поток. Но какво имаме предвид под магнитен поток? Както нормалния поток, пак се занимаваме с това как нещата преминават през една повърхност. Но вместо да мислим за въздушни частици или водни молекули, или такива неща, ще мислим за едно магнитно поле. Нека начертая една повърхност. Имам малък магнит. Това е северната страна, това е южната страна. Виждаме линиите на полето. И начертах няколко от векторите на магнитното поле в бяло тук. И, да кажем, че имаме една повърхност. Имаме една такава повърхност. За тази повърхност, когато мислим за потока, нещата се движат, но когато говорим за магнитен поток, не мислим за реални физични неща, движещи се през повърхността, както мислехме, когато разсъждавахме за традиционния поток. Но това е подобна идея. Интересува ни компонентата на магнитното поле – и плътността на магнитното поле – която е нормална спрямо тази повърхност. Да кажем, че това има даден поток. Да наречем това... и обозначението е фи. Това е потокът на магнитното поле. И, отново, основава се на силата на магнитното поле и, по-точно, на компонентите на векторите на магнитното поле, които са перпендикулярни на тази повърхност. Това ще има един магнитен поток. Но ако взема същата повърхност и я направя успоредна на векторите на магнитното поле, вместо да е нормална или... Сега векторите на магнитното поле са успоредни на нея, вместо да са нормални спрямо нея. Сега потокът ни е 0. Това ще е 0, или доста близо до 0. Приблизително 0 магнитен поток. Магнитен поток. Ако взема тази повърхност и, вместо да я ориентирам така, просто я отдалеча... Вместо да я поставям тук, ще я поставя чак тук, където магнитното поле е по-слабо. Тук по-навън имаме по-слабо магнитно поле. Потокът също ще намалее. Той има много от същите свойства като този по-физически поток, за който говорихме преди. Но вместо да говорим за скоростта на въздушните молекули, не, векторите на скоростта на въздушните молекули и как те са свързани с повърхността, говорим за вектори на магнитното поле и как те са свързани с повърхността. Но метафората, аналогията, пак е същата. Ако те са перпендикулярни, имаш по-голям поток. Ако те се движат в същата посока, може да имаш никакъв или много малък поток. Може да имаш много малък поток. Ако имаш по-слабо магнитно поле тук, потокът ще е по-малък, отколкото ако имаш силно магнитно поле. Това е аналогично на – когато имаше висока плътност и висока скорост, имаше много поток. А при ниска плътност или ниска скорост потокът е по-слаб. И, също, можем да увеличим общата повърхност. Ако разтеглим тази повърхност или имаме по-голяма повърхност тук, потокът през тази повърхност ще е по-голям, отколкото потокът през тази повърхност. Да кажем, че тази повърхност е аналогична на една повърхност като тази тук. Да кажем, че магнитното поле е симетрично от двете страни, така че потокът през тази повърхност и през тази повърхност ще е един и същ. И ако го разтеглиш, за да е по-голяма повърхност, сега просто имаш повече от магнитното поле, което сега е нормално спрямо повърхността. Надявам се, че това ти дава поне начална представа за идеята за магнитния поток и за това как тя се свързва с физическия поток.