Főnév
tesla (tsz. teslas)
- (informatika) A tesla (jele: T) a mágneses indukció vagy más néven mágneses fluxussűrűség mértékegysége a nemzetközi SI-rendszerben. A tesla az egységnyi területen áthaladó mágneses fluxust fejezi ki. A mágneses tér olyan fizikai mező, amely töltött részecskékre hat, amikor azok mozognak, és az elektromágneses jelenségek egyik alapeleme. Az egységet Nikola Tesla, a szerb származású zseniális feltaláló és villamosmérnök tiszteletére nevezték el.
1. A tesla definíciója
A tesla az a mágneses indukció, amely egyenes vezetőn 1 méter hosszúságban 1 newton erőhatást fejt ki, ha abban 1 amper áram folyik, és a vezető merőleges a mágneses térre.
Hivatalos SI-definíció:
👁 {\displaystyle 1\ \mathrm {T} ={\frac {1\ \mathrm {Wb} }{1\ \mathrm {m} ^{2}}}}
vagyis 1 tesla = 1 weber per négyzetméter
Mivel 1 weber (Wb) = 1 volt-szekundum (V·s), ezért:
Ez a tesla SI-egységrendszerbeli felbontása.
2. Mit jelent fizikailag a tesla?
A tesla annak az erőhatásnak a mértéke, amit a mágneses tér mozgó töltésekre fejt ki. A mágneses tér “sűrűségét” vagy intenzitását fejezi ki. Minél nagyobb a mágneses indukció, annál erősebben hat a mozgó töltésekre (pl. elektronokra, protonokra, árammal átjárt vezetőkre).
3. A Lorentz-erő és a tesla
A mágneses tér hatása a Lorentz-erő törvényével írható le:
👁 {\displaystyle {\vec {F}}=q{\vec {v}}\times {\vec {B}}}
ahol:
- 👁 {\textstyle {\vec {F}}}
: az erő (newtonban), - 👁 {\textstyle q}
: a részecske töltése (coulomb), - 👁 {\textstyle {\vec {v}}}
: a részecske sebessége (m/s), - 👁 {\textstyle {\vec {B}}}
: a mágneses indukciós vektor (tesla)
Ez az egyenlet azt mutatja, hogy a mágneses tér mozgó töltésekre hat – a hatás iránya mindig merőleges a sebességre és a mágneses térre.
4. Mágneses indukció vs. mágneses tér
- A mágneses indukció (jele: B) a tesla mértékegységgel bír.
- A mágneses tér erősségét (jele: H) viszont amper per méter (A/m) egységben adják meg.
A kettő között a kapcsolat:
👁 {\displaystyle {\vec {B}}=\mu {\vec {H}}}
ahol:
- 👁 {\textstyle \mu }
: az anyag mágneses permeabilitása (pl. vákuumban: 👁 {\textstyle \mu _{0}=4\pi \cdot 10^{-7}\ \mathrm {H/m} }
)
5. Mekkora egy tesla?
Egy tesla meglehetősen nagy érték a gyakorlatban:
- A Föld mágneses tere: kb. 50 mikrotesla (0,00005 T)
- Egy hagyományos rúd mágnes: 0,01–0,1 T
- MRI (mágneses rezonancia képalkotó): 1,5 T – 7 T
- Kísérleti szupermágnesek: akár 40–100 tesla!
6. Példák a gyakorlatból
| Eszköz vagy jelenség | Jellemző mágneses tér (B) |
|---|---|
| Föld felszínén | 0,000025 – 0,000065 T (25–65 µT) |
| Mágneses iránytű | pár tíz mikrotesla |
| Hűtőmágnes | 0,001 – 0,01 T |
| Hangszóróban lévő mágnes | 0,1 – 1 T |
| Orvosi MRI berendezés | 1,5 – 7 T |
| Részecskegyorsító mágnes (LHC) | ~8 T |
| Kísérleti szupermágnes | akár 100 T |
7. A tesla elnevezés eredete
Az egység nevét a legendás feltalálóról és elektromos úttörőről, Nikola Tesla-ról (1856–1943) kapta, aki:
- elsőként dolgozott váltakozó áramú rendszerekkel,
- alapvető munkát végzett a mágneses mezők és az elektromágneses indukció területén,
- találmányai között van a váltakozó áramú transzformátor, motor, generátor stb.
A “tesla” elnevezést az SI-rendszer 1960-ban fogadta el hivatalosan a CGPM (Nemzetközi Súly- és Mértékkonferencia) során.
8. Átváltás más egységekre
Korábban a mágneses térre más mértékegységek is használatban voltak, főként a Gauss (G) egység:
- 👁 {\textstyle 1\ \mathrm {T} =10^{4}\ \mathrm {G} }
- vagy: 👁 {\textstyle 1\ \mathrm {G} =10^{-4}\ \mathrm {T} }
A Gauss az ún. CGS (centiméter-gramm-szekundum) rendszerben volt használatos.
9. Tesla az elektromágneses egyenletekben
A mágneses indukció része az elektromágneses mezők leírásának, különösen a Maxwell-egyenletek keretében.
Az egyik fontos összefüggés:
👁 {\displaystyle \nabla \times {\vec {E}}=-{\frac {\partial {\vec {B}}}{\partial t}}}
Ez az egyenlet leírja, hogyan hoz létre változó mágneses tér elektromos teret – ez az elektromágneses indukció alapja (Faraday-törvény).
10. Összefoglalás
| Tulajdonság | Részlet |
|---|---|
| Név | Tesla |
| SI-jele | T |
| Mért mennyiség | Mágneses indukció (fluxussűrűség) |
| SI-definíció | 👁 {\textstyle 1\ \mathrm {T} =1\ \mathrm {Wb/m^{2}} } |
| Dimenziója | 👁 {\textstyle \mathrm {kg/(A\cdot s^{2})} } |
| Jellemző értéktartomány | mikrotesla – több száz tesla |
| Elnevezés | Nikola Tesla után |
| Elfogadva | 1960-ban, CGPM |
| Átváltás Gaussba | 👁 {\textstyle 1\ \mathrm {T} =10^{4}\ \mathrm {G} } |
A tesla tehát nem csupán egy fizikai egység, hanem egy szimbolikus kapocs az elektromosság, mágnesesség és modern technológia között. Olyan területeken alkalmazzák, mint az orvosi képalkotás, részecskefizika, energetika, mágneses anyagkutatás, és ipari automatizálás. A nevét viselő egység méltó tisztelgés Nikola Tesla munkássága előtt, aki megalapozta a villamos világ modern korszakát.
