磁偶極矩計算器

磁偶極矩描述磁源的強度與方向。對平面載流迴路而言，其大小等於電流乘以迴路圍成的面積。由多匝相同迴路組成的線圈，每匝的貢獻相加，因此實用公式為 μ = NIA。國際單位為安培平方公尺 (A·m²)。磁矩垂直於迴路平面，方向由右手定則決定：四指沿約定電流方向彎曲，拇指所指即為磁矩向量方向。 線圈置於外加磁場時，磁矩會與磁場交互作用。力矩大小為 τ = μB sin(θ)，θ 是磁矩向量與磁場之間的夾角。夾角為 90 度時力矩最大，兩者平行或反平行時力矩為零。這種轉向同向排列的趨勢，是動圈式儀表、電動機、磁羅盤及許多實驗示範的運作原理。本計算器會先將輸入的角度由度轉成弧度，再計算三角函數。 交互作用也具有位能 U = -μB cos(θ)。同向平行的磁偶極子位能最低，反平行時最高；在選定的參考基準下，垂直時交互作用位能為零。負號具有物理意義：可自由轉動的磁偶極子傾向於轉向能量較低的同向狀態。電流、面積、匝數、磁場強度與夾角必須描述同一線圈在同一時刻的狀態，三項結果才會一致。 此模型假設局部平面迴路位於均勻磁場中，忽略導線厚度、迴路各處的磁場變化、磁芯效應與匝間交互作用。結果適用於理想線圈、基礎電磁學及工程初步估算。實際螺線管、鐵磁芯或隨位置變化的磁場，可能需要積分或實測材料性質。請依顯示的國際單位制輸入，計算前將平方公分換算為平方公尺、毫特斯拉換算為特斯拉。極小或極大的結果會保留科學記號，方便比較課堂範例與小型電磁裝置。