ويبر (وحدة)

في الفيزياء ، تُعدّ وحدة ويبر ( تُلفظ / ˈveɪb / ، ˈwɛb.ər / ، ورمزها : Wb ) وحدة قياس التدفق المغناطيسي في النظام الدولي للوحدات ( SI ). تُشتق هذه الوحدة (عبر قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي ) من العلاقة ^{1 ويبر} = 1 ^{فولت.ثانية} . كثافة التدفق المغناطيسي ¹ ويبر/م² ⁽ ويبر واحد لكل متر مربع ) تُعادل ^{تسلا واحدة} . 

سميت آلة ويبر على اسم الفيزيائي الألماني فيلهلم إدوارد ويبر (1804-1891).

يمكن تعريف وحدة ويبر باستخدام قانون فاراداي ، الذي يربط بين تغير التدفق المغناطيسي عبر حلقة والمجال الكهربائي المحيط بها. يؤدي تغير التدفق بمقدار ويبر واحد في الثانية إلى توليد قوة دافعة كهربائية مقدارها فولت واحد (أي فرق جهد كهربائي مقداره فولت واحد بين طرفين مفتوحي الدائرة).

رسمياً:

ويبر (وحدة التدفق المغناطيسي) - الويبر هو التدفق المغناطيسي الذي، عند ربطه بدائرة ذات لفة واحدة، ينتج فيه قوة دافعة كهربائية مقدارها 1 فولت إذا انخفض إلى الصفر بمعدل منتظم في ثانية واحدة. ^{[ 3 ]}

إنه: $${\displaystyle \mathrm {Wb} =\mathrm {V} {\cdot }\mathrm {s} .}$$

الويبر الواحد هو أيضًا إجمالي التدفق المغناطيسي عبر سطح مساحته متر مربع واحد عموديًا على كثافة تدفق مغناطيسي مقدارها تسلا واحد؛ أي $${\displaystyle \mathrm {Wb} =\mathrm {T} {\cdot }\mathrm {m} ^{2}.}$$

يُعبّر عن 1 ويبر بوحدات النظام الدولي للوحدات فقط ، وهو:$${\displaystyle \mathrm {Wb} ={\dfrac {\mathrm {kg} {\cdot}\mathrm {m} ^{2}}{\mathrm {s} ^{2}{\cdot }\mathrm {A} }}.}$$

يُستخدم الويبر في تعريف الهنري على أنه ويبر واحد لكل أمبير ، وبالتالي يمكن التعبير عنه كحاصل ضرب هاتين الوحدتين: $${\displaystyle \mathrm {Wb} =\mathrm {H} {\cdot }\mathrm {A} .}$$

يُعبّر عن وحدة ويبر عادةً بالعديد من الوحدات الأخرى : $${\displaystyle \mathrm {Wb} =\Omega {\cdot }{\text{C}}={\dfrac {\mathrm {J} }{\mathrm {A} }}={\dfrac {\mathrm {N} {\cdot }\mathrm {m} }{\mathrm {A} }},}$$

حيث Ω هي أوم ، و C هي كولوم ، و J هي جول ، و N هي نيوتن .

سُميت وحدة "ويبر" نسبةً إلى ويلهلم إدوارد ويبر . وكما هو الحال مع كل وحدة من وحدات النظام الدولي للوحدات (SI) التي سُميت نسبةً إلى شخص، يبدأ رمزها بحرف كبير (Wb)، ولكن عند كتابتها كاملةً، فإنها تتبع قواعد كتابة الأحرف الكبيرة للأسماء الشائعة ؛ أي أن كلمة "ويبر" تُكتب بحرف كبير في بداية الجملة وفي العناوين، ولكنها تُكتب بحرف صغير فيما عدا ذلك.

في عام 1861، أنشأت الجمعية البريطانية لتقدم العلوم (المعروفة باسم "الجمعية البريطانية" ^{[ 4 ]} ) لجنة برئاسة ويليام طومسون (الذي أصبح لاحقًا اللورد كلفن ) لدراسة الوحدات الكهربائية. ^{[ 5 ]} وفي مخطوطة تعود إلى فبراير 1902، مع ملاحظات مكتوبة بخط يد أوليفر هيفسايد ، اقترح جيوفاني جيورجي مجموعة من الوحدات النسبية للكهرومغناطيسية ، بما في ذلك وحدة ويبر، مشيرًا إلى أن "حاصل ضرب الفولت في الثانية يُطلق عليه اسم ويبر من قِبل الجمعية البريطانية" ^{[ 6 ].}

بدأت اللجنة الكهروتقنية الدولية العمل على المصطلحات في عام 1909 وأنشأت اللجنة الفنية 1 في عام 1911، وهي أقدم لجنة تم إنشاؤها، ^{[ 7 ]} "للموافقة على المصطلحات والتعريفات المستخدمة في مختلف المجالات الكهروتقنية وتحديد تكافؤ المصطلحات المستخدمة في اللغات المختلفة." ^{[ 8 ]}

لم تتناول اللجنة الفنية الأولى (TC1) دراسة مختلف المشكلات العالقة المتعلقة بالكميات والوحدات الكهربائية والمغناطيسية إلا في عام 1927. وقد فُتحت مناقشات ذات طابع نظري، حيث بحث مهندسون كهربائيون وفيزيائيون بارزون ما إذا كانت شدة المجال المغناطيسي وكثافة التدفق المغناطيسي كميتين متماثلتين. ونظرًا لاستمرار الخلاف، قررت اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) بذل جهد لمعالجة الوضع، فأصدرت تعليماتها بتشكيل فريق عمل لدراسة المسألة استعدادًا للاجتماع التالي. ^{[ 9 ]}

في عام 1930، قررت اللجنة الفنية 1 أن قوة المجال المغناطيسي ( H ) لها طبيعة مختلفة عن كثافة التدفق المغناطيسي ( B )، ^{[ 9 ]} وتناولت مسألة تسمية وحدات هذه المجالات والكميات ذات الصلة، ومن بينها تكامل كثافة التدفق المغناطيسي.

في عام 1935، أوصت اللجنة الفنية رقم 1 بأسماء لعدة وحدات كهربائية، بما في ذلك وحدة ويبر للوحدة العملية للتدفق المغناطيسي (ووحدة ماكسويل لوحدة نظام الوحدات السنتيمترية-الجرامية-الثانية ). ^{[ 9 ] [ 10 ]}

تقرر توسيع سلسلة الوحدات العملية الحالية لتشمل نظامًا شاملاً كاملاً للوحدات الفيزيائية، وتم اعتماد التوصية في عام 1935 "باعتماد النظام ذي الوحدات الأساسية الأربع الذي اقترحه البروفيسور جيورجي، على أن يتم اختيار الوحدة الأساسية الرابعة لاحقًا". وقد أُطلق على هذا النظام اسم "نظام جيورجي". ^{[ 11 ]}

وفي عام 1935 أيضاً، نقلت اللجنة الفنية 1 مسؤولية "المقادير والوحدات الكهربائية والمغناطيسية" إلى اللجنة الفنية 24 الجديدة. وقد أدى ذلك في النهاية إلى اعتماد نظام جيورجي عالمياً، والذي وحد الوحدات الكهرومغناطيسية مع نظام الوحدات متعدد الأبعاد MKS ، والذي يُعرف الآن ببساطة باسم النظام الدولي للوحدات ( SI ). ^{[ 12 ]}

في عام 1938، أوصت اللجنة الفنية 24 (TC24) باستخدام نفاذية الفراغ كحلقة وصل [من الوحدات الميكانيكية إلى الوحدات الكهربائية] _بقيمة μ₀ = 4π × 10⁻⁶^«-7  هنري/متر».كما أقرت هذه المجموعة بأن أيًا من الوحدات العملية المستخدمة بالفعل (الأوم، والأمبير، والفولت، والهنري،والفاراد، والكولوم، والويبر) يمكن أن تُستخدم كوحدة أساسية رابعة. ^{[ 9 ]} «بعد التشاور، تم اعتماد الأمبير كوحدة رابعة في نظام جورجي في باريس عام 1950». ^{[ 11 ]}

مثل وحدات النظام الدولي الأخرى، يمكن تعديل وحدة ويبر عن طريق إضافة بادئة تضربها في قوة من قوى العدد 10 .

• يساوي الماكسويل الواحد (Mx)، وهو وحدة التدفق المغناطيسي في نظام الوحدات السنتيمترية-الجرامية-الثانية ، ^10⁻⁸  ويبر