Tesla (njësi)

Tesla (simboli T) është njësi e nxjerrë e sistemit Si për densitetin e fluksit magnetik, shpesh e njohur si B. Një tesla është e barabartë me një weber për metër katror, dhe mori këtë emër më 1960^[1] për nder të Nikola Tesla. Fushat më të forta të krijuara nga magnetet permanente janë sferat Halbach të cilat mund të jenë mbi 4.5 T. Fusha më e fortë brenda një superpërcjellësi në laborator në korrik të vitit 2014 ishte 17.6 T.^[2] Rekordi i fushës magnetike u prodhua nga shkenctarët në kampusin e Laboratorit Kombëtar të National High Magnetic Field Laboratory, fusha e parë magnetike jo-destruktive prej 100 teslash.^[3]

Njësia u shpall gjatë Conférence Générale des Poids et Mesures në vitin 1960.

Përkufizimi

Një grimcë që mban një ngarkesë prej një kuloni dhe kalon nëpër fushën magnetike prej 1 tesla në një shpejtësi prej një metri në sekond, fusha provon një forcë me intensitet prej një njutoni, sipas ligjit të Lorencit. Si njësi e nxjerrë e sistemit SI, tesla mund të shprehet edhe si 

${\displaystyle \mathrm {T} ={\dfrac {\mathrm {V} \cdot {\mathrm {s} }}{\mathrm {m} ^{2}}}={\dfrac {\mathrm {N} }{\mathrm {A} {\cdot }\mathrm {m} }}={\dfrac {\mathrm {J} }{\mathrm {A} {\cdot }\mathrm {m} ^{2}}}={\dfrac {\mathrm {H} {\cdot }\mathrm {A} }{\mathrm {m} ^{2}}}={\dfrac {\mathrm {Wb} }{\mathrm {m} ^{2}}}={\dfrac {\mathrm {kg} }{\mathrm {C} {\cdot }\mathrm {s} }}={\dfrac {\mathrm {N} {\cdot }\mathrm {s} }{\mathrm {C} {\cdot }\mathrm {m} }}={\dfrac {\mathrm {kg} }{\mathrm {A} {\cdot }\mathrm {s} ^{2}}}}$

Njësitë e përdorura:

A = amperi

C = culoni

kg = kilogrami

m = metri

N = njutoni

s = sekondi

H = henri

T = tesla

V = volti

J = xhuli

Wb = weberi

Fusha elektrike vs. magnetike

Në prodhimin e forcës së Lorencit, ndryshimi në mes të këtyre dy fushave është një forcë nga një fushë magnetike në një ngarkesë pikësore është përgjithësissht për shkak të lëvizjes së ngarkesës pikësore^[4] përderisa forca e impartuar nga një fushë elektrike në një ngarkesë pikësore nuk është për shkak të një lëvizjeje të ngarkesës pikësore. Njësia e fushës elektrike në sistemin MKS të njësive është njuton per kulon, N/C, përderisa e fushës magnetike (në tesla) mund të shkruhet si N/(C·m/s). Faktori pjesëtues në mes të dy fushave është metra/sekond (m/s), që është shpejtësia. Kjo marrëdhënie menjëherë thekson faktin se nëse një fushë elektromagnetike statike shihet si thjesht magnetike, apo thjesht elektrike, ose një kombinim i këtyre, është e varur mbi një refereim (që është: një shpejtësi relative e fushës).^[5][6]

Në ferromagnete, lëvizja që krijon fushën magnetike është spinin elektron.^[7] Në një kabllo rrymë-mbajtëse (elektromagnete) lëvizja është për shkak të lëvizjeve të elektroneve nëpër kabllo.

Shndërrimet

1 tesla është ekuivalente me:^[8]

10,000 (ose 10⁴) G (gaus), e përdorur në sistemin CGS. Kështu, 10 kG = 1 T (tesla), dhe 1 G = 10⁻⁴ T.

1,000,000,000 (ose 10⁹) γ (gama), përdorur në gjeofizikë.^[9] Kështu, 1 γ = 1 nT (nanotesla).

42.6 MHz e ¹H frekuencë nukleare, në NMR. Kështu një fushë magnetike 1 GHz është 23.5 tesla.

Për ata që kanë rrezatim elektromagnetik të përbërë nga frekuenca e ulët në shtëpi, nevojiten më së shumti shndërrimet e mëposhtme:

1000 nT (nanotesla) = 1 µT (microtesla) = 10 mG (milligauss)

1,000,000 µT = 1 T

Shembuj

• 31.869 µT (3.2 × 10⁻⁵ T) – fortësia e fushës magnetike të tokës në 0° gjatësi, 0° gjerësi
• 5 mT – fortësia e magnetit tipik ftohës
• 0.3 T – fortësia e njollave diellore
• 1.25 T – intensiteti i fushës magnetike në një sipërfaqe të një magneti neodymium
• 1 T në 2.4 T – coil gap of a typical loudspeaker magnet
• 1.5 T to 3 T – strength of medical magnetic resonance imaging systems in practice, experimentally up to 17 T^[10]
• 4 T – strength of the superconducting magnet built around the CMS detector at CERN^[11]
• 8 T – the strength of LHC magnets.
• 11.75 T – the strength of INUMAC magnets, largest MRI scanner.^[12]
• 13 T – strength of the superconducting ITER magnet system^[13]
• 16 T – magnetic field strength required to levitate a frog^[14] (via diamagnetic levitation of the water in its body tissues) according to the 2000 Ig Nobel Prize in Physics.^[15]
• 17.6 T – strongest field trapped in superconductor in lab as of July 2014^[16]
• 10-20 T – maximum field strengths of superconducting electromagnets at cryogenic temperatures
• 33.8 T – the current (2009) record of superconducting electromagnets ^[17]
• 10⁸-10¹¹ T (100 MT-100 GT) – magnetic strength of the average magnetar